Разное

Углеводы выполняют функции: Функции углеводов – основные в организме человека и клетке в таблице

Содержание

Какие функции выполняют углеводы в клетке и в организме?

Функция

Уровень организации

Примеры

Составная часть жизненно важных веществ клетки

Молекулярный

1. Входят в состав носителей генетической информации — нуклеиновых кислот: рибоза — в состав РНК, дезоксирибоза — в состав ДНК.

2. Рибоза входит в состав основного носителя энергии клетки — АТФ.

3. Рибоза входит в состав акцепторов водорода — ФАД, НАД и НАДФ

Участие в фиксации углерода

Клеточный

Пентоза рибулозодифосфат является непосредственным акцептором углекислого газа в темновой фазе фотосинтеза

Энергетическая

Клеточный

Глюкоза является одним из наиболее распространенных дыхательных субстратов, т. е. источников получения энергии. (Олиго- и полисахариды, перед тем как использоваться на энергетические нужды, гидролизуются до моносахаридов. )

Резервная

Организменный

1. Крахмал является наиболее распространенным запасным веществом у растений.

2. Водорастворимые углеводы (сахароза, фруктоза, глюкоза) запасаются в клеточном соке растений.

3. У животных, грибов и прокариот (бактерий и цианобактерий) резервным полисахаридом является гликоген.

4. Редуценты и симбиотическая микрофлора кишечника используют целлюлозу, так как они имеют специфические ферменты, гидролизующие ее до глюкозы

Структурная

Клеточный

1. Целлюлоза составляет основную массу клеточных стенок бактерий и растительных клеток.

2. Хитин образует клеточные стенки грибов

Тканевый

1. Углеводные компоненты гликокаликса обеспечивают «узнавание» клетками друг друга. Благодаря этому происходит ряд процессов: сперматозоиды опознают яйцеклетку своего биологического вида; клетки одного типа удерживаются вместе, образуя ткани; отторгаются несовместимые органы при трансплантации.

2. Углеводные компоненты придают специфичность групповым веществам крови (т. е. являются антигенами, по которым определяется группа крови человека в системе АВО

3. Гликокаликс микроворсинок кишечного эпителия является носителем ферментов пристеночного пищеварения.

4. Гепарин (производное полисахаридов) препятствует свертыванию крови.

5. Полисахариды, образующие вязкие растворы, входят в состав синовиальной жидкости и лимфы.

6. Гликопротеины, молекулы которых способны образовывать сетчатые структуры, составляют межклеточное вещество соединительной ткани, хряща и костей позвоночных.

7. Пектины (производные моносахаридов) в виде солей — пектатов входят в состав межклеточного вещества растений и придают ему прочность.

8. Полисахариды гемицеллюлозы склеивают растительные волокна

Организменный

1. Хитин образует покровы тела (наружный скелет) членистоногих.

2. Муреин — производное полисахаридов — образует муреиновый мешок — опору клеточной стенки бактерий.

3. Тейхоевые кислоты — производные полисахаридов — в значительных количествах входят в состав клеточной стенки грамположительных бактерий.

Защитная

Тканевый

1. Углеводные компоненты гликокаликса являются рецепторами тканевой совместимости, а также выполняют рецепторную функцию при фагоцитозе.

2. Углеводные компоненты иммуноглобулинов запускают всю цепь иммунных реакций.

3. Вязкие растворы полисахаридов выстилают полости дыхательного и пищеварительного трактов и защищают от механических повреждений ткани и органы

Организменный

1. Камеди (производные моносахаридов), выделяющиеся в местах повреждения стволов и ветвей, защищают деревья и кустарники от проникновения инфекции через раны.

2. Слизи (полисахариды) разбухают во влажной среде и тем самым защищают от пересыхания зародыши прорастающих семян.

3. Гликозиды (производные моносахаридов) защищают растения от поедания животными, так как имеют горький вкус или резкий запах.

4. Твердые клеточные стенки одноклеточных организмов или хитиновые покровы тела членистоногих защищают от неблагоприятных воздействий внешней среды

4.2.1.3. Углеводы / КонсультантПлюс

4.2.1.3. Углеводы

Углеводы представляют собой многоатомные альдегидо- и кетоспирты, которые подразделяют на простые (моно- и дисахариды) и сложные (олиго- и полисахариды). Усвояемые углеводы (простые углеводы и крахмал) являются важнейшими источниками энергии.

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 56 — 58% от энергетической суточной потребности: от 301 до 551 г/сутки для мужчин и от 238 до 435 г/сутки для женщин.

Физиологическая потребность в углеводах — для детей до 1 года 13 г/кг массы тела в сутки, для детей старше 1 года (с увеличением возраста) — от 188 до 421 г/сутки.

Моносахариды и дисахариды. К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза, к дисахаридам — сахароза, лактоза и мальтоза.

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) — наиболее известный и широко применяемый в питании и пищевой промышленности углевод, который вносят (добавляют) в пищевую продукцию при производстве, приготовлении и/или непосредственном употреблении (добавленные сахара). Наряду с сахарозой в пищевую продукцию добавляют другие сахара (моно- и дисахариды), в том числе из меда, сиропов, фруктовых и овощных соков и их концентратов.

Потребление добавленных сахаров для детей и взрослых не должно превышать 10% от калорийности суточного рациона. Для лиц с избыточной массой тела (ИМТ 25 — 29) и ожирением (ИМТ более 30) рекомендовано снижение потребления добавленных сахаров до уровня 5% от калорийности суточного рациона [17, 34]. Эти рекомендации не относятся к потреблению природных (собственных) сахаров, естественным образом содержащихся в непереработанных фруктах, овощах и молоке.

Полисахариды — сложные углеводы, представляющие собой высокомолекулярные соединения, состоящие из большого числа мономеров глюкозы и других моносахаридов, подразделяются на крахмальные (усвояемые) полисахариды (крахмал и гликоген) и некрахмальные (неусвояемые) полисахариды — пищевые волокна (клетчатка/целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины и другие).

Крахмал является основным полисахаридом, обеспечивающим физиологическую потребность организма в усвояемых углеводах.

Пищевые волокна — съедобные части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике человека, полностью или частично ферментируемые в толстом кишечнике (полисахариды, олигосахариды, лигнин и ассоциированные растительные вещества). Пищевые волокна относятся к некрахмальным полисахаридам, которые перевариваются в толстом кишечнике в незначительной степени, однако при этом оказывают существенное влияние на процессы переваривания, усвоения, микробиоциноз и эвакуацию остатков пищи. Эффекты физиологического воздействия пищевых волокон зависят от их растворимости в воде. Растворимые пищевые волокна (пектин, альгинаты, полидекстроза и др.) способны оказывать опосредованное влияние на метаболизм холестерина и липидов (липопротеины низкой плотности и триглицериды), на гликемическую нагрузку пищи, уровень глюкозы и инсулина, проявлять пребиотическое действие, связывать и выводить тяжелые металлы.

Нерастворимые волокна (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) выполняют функции энтеросорбента, участвуют в механизме предупреждения кариеса.

Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 — 25 г/сутки или 10 г/1000 ккал, для детей старше 1 года — 10 — 22 г/сутки.

Гликемический индекс пищевой продукции. В целях регулирования потребления углеводов и, в частности, сахаров, необходимо учитывать гликемический индекс — относительный показатель влияния углеводов, содержащихся в пищевом продукте, на уровень глюкозы в крови. Гликемический индекс позволяет провести сравнение гликемического эффекта различных пищевых продуктов, содержащих равное количество углеводов и классифицировать их в зависимости от выраженности постпрандиального гликемического эффекта.

Чем выше гликемический индекс пищевого продукта, тем быстрее в крови повышается уровень глюкозы. Продукт с высоким гликемическим индексом может вызывать резкое повышение уровня сахара, представляющее собой риск для здоровья у людей с сахарным диабетом.

Продукты с низким гликемическим индексом (менее 55) медленнее перевариваются, всасываются и метаболизируются, что приводит к более медленному росту уровня глюкозы и инсулина в крови. Рационы с низким гликемическим индексом позволяют контролировать уровень глюкозы в крови и снижают риск развития сахарного диабета 2 типа и ишемической болезни сердца.

Справочные таблицы гликемических индексов пищевой продукции позволяют рассчитать гликемическую нагрузку, оптимизировать рацион и исключить нарушения структуры питания.

Открыть полный текст документа

Углеводы функции — Справочник химика 21

    Функции углеводов в живых организмах разнообразны. [c.607]

    В оценке биохимической роли углеводов в последние десятилетия произошли серьезные изменения. Если раньше углеводы рассматривали лишь как источники энергии для животных организмов (глюкоза гликоген как резервное вещество) и пассивный строительный материал для создания остова растительных клеток (клетчатка), то в настоящее время знают о многих других функциях углеводов.[c.304]


    Цинк — один из сельскохозяйственных микроэлементов при недостатке его в почве у растений нарушается обмен белков и углеводов, расстраиваются функции окислительно-восстановительных ферментов, может снижаться содержание хлорофилла. Подкормка цинковыми микроудобрениями устраняет заболевания растений, благоприятствует их росту. 
[c.443]

    Гидролизу подвергаются разные вещества соли, галогенан-пгдриды, карбиды, углеводы, белки, жиры и т. д. Разрушение горных пород обусловлено в значительной мере гидролизом составляющих их минералов — силикатов. В живых организмах происходит гидролиз белков, полисахаридов и других органических веществ. Состав и функция крови обусловлены гидролизом солей, растворенных в плазме. Осахаривание крахмала, гидролиз древесины, получение мыла и многие другие важные производства основаны иа гидролизе. [c.219]

    Углеводы — это обширный класс органических соединений с эмпирической формулой С (Н, 0) , образование которых связано с процессом фотосинтеза. Углеводы в растениях находятся в виде моносахаридов (глюкоза — С Н О ), олигосахаридов (крахмал) и полисахаридов (целлюлоза — (С Н О ) , где п > 10000. Целлюлоза — основной строительный материал растительных тканей. Она выполняет в растениях опорные функции и придает им механическую прочность. По распространенности органических веществ на земном шаре она занимает первое место. 

[c.47]

    Углеводы — органические вещества со смешанными функциями, так как молекулы их содержат различные функциональные группы — гидроксильные—ОН и карбоксильные =С0 [c.353]

    Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул.

Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества —ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность последних. Так, 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид, в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, мeдь)J при 200° С в 1 сек превращают не больше 0,1 — 1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при 0°С разлагает в одну секунду 200 000 моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20° С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы.
Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.274]


    В отличие от слов белки или углеводы слово жиры часто используется в обиходе, и ему иногда придается неприятный смысловой оттенок. О человеке с избыточным весом можно услышать, что он слишком жирный . Жиры — один из основных видов биомолекул, имеющих свои специфические свойства и функции так же, как и углеводы. 
[c.247]

    Характер изменения функции кислотности Гаммета (см. рис. 7) показывает, что активность серной кислоты в значительной степени зависит от содержания в ней воды и резко снижается с увеличением концентрации кислоты. Это особенно заметно в области высоких концентраций. Поскольку функция кислотности серной кислоты в растворе углеводо родов намного больше, чем в воде, снижение активности катализатора при алкилировании будет в первую очередь определяться его разбавлением водой и в меньшей мере растворением в нем высокомолекулярных углеводородов — продуктов побочных реакций. [c.72]

    Кислород-, серу-, азотсодержащие соедршения. Элементоорганические соединения. Соединения со смешанными функциями. Гетероциклические соединения Углеводы. Белки 

[c.1]

    Все животные и растительные ткани состоят из различных химических соединений белков, углеводов, жиров и витаминов. И хотя все эти вещества необходимы для нормального развития организма, наибольшее значение имеют белки. Именно они служат той основной материей, из которой состоят все части отдельной клетки и целого организма. Белки являются высшей ступенью развития материи и с ними неразрывно связаны все неисчислимо многообразные проявления жизни, начиная с простейших функций самых примитивных существ и кончая сложнейшими функциями человеческой деятельности.[c.336]

    Многие вещества входят в живые организмы в форме макромолекул, полимеров с высокой молекулярной массой. Биополимеры можно подразделить на три большие класса белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. В пище животных белки, углеводы и молекулы из класса соединений, называемого жирами, служат важнейшими источниками энергии. Кроме того, полимерные углеводы выполняют функции важнейших строительных материалов, придающих форму растительным организмам, а [c.443]

    Циклическая структура глюкозы. Хотя для обозначения простых углеводов часто удобно пользоваться формулами с открытыми цепями, более корректно изображать структуры пентоз и гексоз в виде циклов, где карбонильная функция превращается в полуацетальную (разд. 7.1.4,А) в результате соединения с одной из гидроксильных групп в той же молекуле. Обычно таким путем образуются только пяти- и шестичленные циклы, называемые фуранозной и пиранозной структурами в соответствии с названиями родоначальных гетероциклических соединений — фурана и пирана.[c.265]

    Наряду с жирами в состав животных и растительных организмов входят вещества, относящиеся к классам углеводов и белков. В противоположность рассматривавшимся выше производным, содержавшим в молекуле, помимо углеводородного радикала, характерную группу (Он, СНО и т. д.) какого-либо одного типа, углеводы и белки являются соединениями со с м е ш а н н о й функцией. [c.540]

    Полисахариды выполняют ряд функций в организме. Например, создание запасов углеводов (крахмала и гликогена). Они могут образовывать координационные соединения с рядом ионов металлов. [c.564]

    Ферментативные процессы (ферментативный катализ) лежат в основе жизнедеятельности всех организмов. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белков, жиров, углеводов и других очень сложных веществ. Благодаря высокой специфичности и активности ферментов за короткое время и при сравнительно низких температурах в живом организме образуются необходимые для жизнедеятельности соединения.[c.112]

    Таким образом, началась новая эра изучения химии фосфора — столь многообразного в своих функциях элемента 3-го периода Системы Д. И. Менделеева при этом начали слегка приоткрываться тайны процесса фотосинтеза углеводов и одновременно стали ясны новые подробности в учении о каталитическом действии железа с его уникальными свойствами. [c.345]

    Мы ограничимся изложением известных в настоящее время данных о структуре и биологической функции наиболее важных соединений — белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов, а также сообщим некоторые сведения о путях синтеза белка в организме. [c.435]

    Для первого направления основное значение имеют белки и различные вещества, характеризующиеся их небольшим содержанием в пище ( витамины , минеральные соли и т. п.). Функцию топлива в организме выполняют главным образом ж и р ы и углеводы. При приблизительной оценке доставляемой организму теплоты можно в среднем считать, что каждый грамм пищевого белка дает 19 кДж, жира — 38 кДж, углевода — 17 кДж.[c.320]


    Эти флавины выполняют многообразные биологические функции катализируют электронный перенос в редокс-реакциях аминов, спиртов и кислот активируют молекулярный кислород и восстанавливают его в супероксид переносят атомный кислород на субстрат и включают его в молекулу воды. Они участвуют и в других реакциях метаболизма углеводов, липидов и белков. [c.171]

    В природе ионы кобальта встречаются в степени окисления II и III, однако наиболее важное биологическое соединение кобальта— это витамин В12, или кобаламин, в котором присутствует Со(1П) [256] (рис. 6.10). Кобаламин и близкие к нему вещества выполняют разнообразные биологические функции, особенно это касается бактерий. Он необходим для человеческого организма и, вероятно, для больщинства животных и растений. Важную роль он играет в реакциях с участием остатков углеводов, жиров и белков для выработки in vivo. Пернициозная анемия — тяжелое заболевание, встречающееся у пожилых людей. Эта болезнь у млекопитающих обычно сопровождается повышенным выделением с мочой метилмалоновой кислоты. В настоящее время эту болезнь успешно лечат инъекциями витамина В12. [c.381]

    Углеводы стоят у истоков всего органического вещества биосферы — это первые продукты фотосинтеза. Они служат основны энергетическим ресурсом большинства земных организмов, лежат в основе множества применяемых человеком материалов. Углеводы выполняют сложные й многообразные функции в живых системах. [c.2]

    Мы уже говорили о том, что химические исследования в химии углеводов направлены в конечном счете преимущественно на решение проблемы структура — свойство , структура — функция . Один подход к решению — это выделение индивидуальных природных углеводов, установление их структуры и сопоставление полученных сведений с наблюдаемыми свойствами природных углеводов и их биологическими функциями. На этой основе можно сделать те или иные выводы и обобщения о роли структурных факторов в проявлении тех или иных свойств природных соединений. Однако для того, чтобы подтвердить такие заключения, а также для того, чтобы их уточнить и детализировать, очень важно иметь возможность варьировать структуру изучаемых соединений, варьировать целенаправленно, плавно изменяя в них какой-то определенный структурный параметр. И здесь незаменимым оказывается точный синтез как источник модельных объектов исследования с заданной структурой. [c.116]

    Дегидрирование изобутана в изобутилен. Эффективные катализаторы для превращения низших алканов в алкены — это окислы металлов VI группы, способные к активированной адсорбции водорода при повышенных температурах. На практике наибольшее распространение получили катализаторы на основе окиси хрома, нанесенной на окись алюминия. Наиболее активна аморфная форма окиси трехвалентного хромаСгаОз, содержащая некоторое количество соединений шестивалентного хрома. Роль окиси алюминия помимо основной функции носителя заключается в тормозящем действии на процесс кристаллизации окислов хрома, приводящий к потере активности катализатора. Кислотная функция окиси алюминия, наличие которой ускоряет реакции изомеризации и крекинга, подавляется добавлением небольших количеств щелочных металлов, в частности окиси калия. В некоторых случаях катализаторы дегидрирования алканов Q—Се промотируются редкоземельными элементами, например NdjOa, уменьшающих период разработки . Катализаторы на основе окиси алюминия неустойчивы к действию влаги, поэтому распространенный прием повышения степени превращения (и селективности) за счет снижения парциального давления углеводо- зодов при разбавлении сырья водяным паром в данном случае неприменим. [c.351]

    Кислородсодержащие производные углеводородов, с которыми мы ознакомились в предыдущих главах, содержат какую-либо одну функциональную группу (например, одноатомные спирты, одноосновные кислоты) или несколько одинаковых функциональных групп (например, многоатомные спирты, двухосновные кислоты). Большое значение имеют органические вещества, в молекулах которых имеются две или несколько различных функциональных групп такие вещества называют соединениями со смешанными функциями. Из кислородсодержащих веществ такого типа мы в этой главе рассмотрим океикислоты, альдегидокислоты и кетонокнслоты, а в главе VIII — оксиальдегиды и оксикетоны (углеводы). [c.190]

    Липоевая кислота (1,2-дитиолан-З-валериановая кислота) широко распространена в микроорганизмах, растениях и животных. Она относится к группе кофакторов, содержащих серу, и в природе действует в паре с тиаминпиро-фосфатом (разд, 7.3). Однако по своему действию липоевая кислота принадлежит к другому классу переносящих электроны кофакторов, основная окислительно-восстановительная функция которых заключается в воспроизводстве АТР, Кофактор необходим для синтеза жирных кислот и метаболизма углеводов. [c.428]

    Ч. 2. Кислородсодержащие соединения. Азотсодержа1цие соединения. Органические соединения серы. Элементоорганические соединения. Соединения со смешанными функциями. Гетероциклические соединения. Углеводы. Белки. [c.2]

    Обращает на себя внимание наличие значительных положительных зарядов на всех углеродных атомах молекулы углевода. Этот вывод делает понятной легкую доступность углеродных атомов углеводов нуклео4)ильной атаке егр можно поставить в связь с общей неустойчивостью углеродного скелета углеводов, склонных к деструкциям и изомеризациям в щелочной среде. Для циклической формы (пентапи ранозы) установлено более высокое значение электронной плотности на Сх по сравнению с нециклической альдегидной структурой из этого естественно вытекает ослабление альдегидных функций полуацетального углерода, что вполне согласуется с опытом. Кислый характер полуацетального гидроксила связан с тем, что отрицательный заряд на полуацетальном кислороде снижен по сравнению с-ч)бычным спиртовым, что ослабляет его связи с протоном. Наконец, в молекуле пиранозы электронная плотность на эндоциклическом кислороде понижена, что снижает его активность при электрофильной атаке молекулы. Таким образом, при раскрытии пиранозного цикла в кислой среде более вероятной представляется атака протона по глико-зидному, а не циклическому кислороду.[c.61]

    Изд-во УГНТУ, 2000. — 4.2. Кислород-, серу-, азотсодержащие соединения. Элементоорганические соединения, С. оелинения со смешанными функциями. Гетероциклические соединения. Углеводы. Белки. — 298 с. [c.2]

    Углеводы относятся к полифункциональным соединениям. В молекуле моносахарида имеются функциональные группы разных типов группы ОН (спиртовая функция) и группы СО (альдегидная или кетонная функция). Поэтому различают альдегидоспирты (стртоальдегиды, альдозы) и кетоспирты (спиртокетоны, кетозы). [c.224]

    Для первого направления основное значение имеют белки и различные вещества, характеризующиеся небольшим содержанием их в пище (витамины, минеральные соли и т. п.). Функцию топлива> в организме выпо,лняют главным образом жиры и углеводы. [c.579]

    Углеводное питание занимает важное место в жизни человека. Превращаясь в молочную кислоту, углеводы дают клетке необходимую энергию (1 г углеводов дает 16,74 кДж). Углеводы выполняют детоксирующую (барьерную) функцию, заключающуюся в образовании глюку-роновой кислоты, которая, соединяясь с ксенобиотиками и их метаболитами, дает нетоксичные и легко выводимые из организма вещества. Углеводы снижают накопление в организме кетоновых тел, входят в состав нуклеиновых кислот, регулируют жировой обмен, уменьшают количество потребляемого белка. [c.3]

    Принято условно считать, что пептиды, имеющие относительную молекулярную массу до 10000, следует называть полипетидами, а пептиды с большей молекулярной массой — белками (или протеинами от греч. рго1е1о8 — первый, самый главный). Такое название оправдано, поскольку белки являются основой всего живого. Они выполняют самые различные функции, входят в состав клеток и тканей всех живых организмов и наряду с углеводами и жирами являются главной составной частью нашей пищи. [c.424]

    Органические соединения, в raлeкyлax которы.к одЕЮвременно присутствуют разные функциональные группы, называются г е т е-р о ф у н к ц и о н а л ь н ы м и (по греч. гетерос — разный). Среди этих веществ можно встретить важнейшие природные продукты, синтетические физиологически активные вещества, красители и другие важные соединения. Химические свойства таких веществ в первом приближении как бы складываются из свойств соответствующих простых функций. В то же время появляются и новые свойства, возникающие как результат взаимного влияния функциональных групп. Познакомимся с этим сначала на примере углеводов, а затем н азотсодержащих гетерофункциональных соединений — аминокислот. Структурную формулу глюкозы можно [c.311]

    Моносахариды представляют собой соединения со смешанными функциями. Они содержат альдегидную или кетогруппу и несколько гидроксильных групп, т. е. являются альдегидоспиртами или кетоноспиртами. Следовательно, углеводы являются полигидроксикарбоиильными соединениями. [c.607]

    Витамин Bi2 является наиболее активным противоанемическим средством. Механизм действия его недостаточно выяснен, однако доказано, что он участвует в синтезе лабильных метильных групп и в образовании холина, метионина, креатина, нуклеиновых кислот. Он оказывает активное влияние на накопление в эритроцитах соединений, содержащих сульфгидрильные группы участвует в обмене жиров и углеводов. Оказывает благоприятное влияние на функцию печени и нервной системы. Благодаря исследованиям Кастля (1929) стало известно, что для излечения пернициозной анемии, которая ранее протекала со смертельным исходом, необходимы два фактора. Первый получил название внутреннего фактора и содержится в желудочном соке, второй — внешнего фактора, содержится в пищевых продуктах. В 1948 г. Фолкерсу (США) и Смиту (Англия) удалось выделить из печени внешний фактор, оказавшийся витамином и названный витамином или цианокобаламином. [c.680]

    Итак, главные источники структурного и функционального многообразия моносахаридов лежат в различном наборе функциональных групп (карбонильные, гидроксильные, карбоксильные, аминогруппы и т. д.) и в не меньшей степени в различиях стереохимии. Последнее надо особо подчеркнуть. В обычном курсе органической химии рассматривают свойства и различия отдельных классов соединений, основанные в первую очередь на различиях бут-леровских структур, и отдельно в виде некоего несколько экзотического приложения — вопросы стереохимии. В химии сахаров такого разделения не может быть. В принципе вся эта область есть органическая стереохимия par ex ellen e , и все многообразие свойств углеводов проистекает прежде всего из их стереохимических различий. Так, например, кардинальные различия свойств и биологической функции целлюлозы и одного из двух компонентов крахмала — амилозы — обусловлены различием кон фигурации лишь одного асимметрического центра элемен тарного звена этих стереоизомерных полисахаридов. [c.10]

    Из всего перечисленного наибольшие затруднения вы-зывает избирательное введение. Здесь нет каких-то раз-работанных правил, следуя которым можно механически выбрать необходимую последовательность превращений и типы заш,итных групп. Тем не менее есть ряд хорошо разработанных реакций, ведущих к образованию защит, и ряд принципов обеспечения их региоспецифичности. Так что сейчас грамотный синтетик может составить реальный план синтеза, ведуш его к избирательному освобождению любой функциональной груццы в любом моносахариде. Но, подчеркнем еще раз, это не механическое применение готовых правил, а творческий процесс, тре-буюш ий тщательного учета задач конкретного синтеза и выбора оптимальной схемы из ряда возможных. Позтому не будем пытаться дать, так сказать, алгоритм для избирательной защиты функций, а опишем лишь некоторые элементарные приемы, применяемые в химии углеводов для зтой цели. [c.123]

    Введение кетогруппы в производные моносахаридов открывает богатейшие синтетические возможности, связанные с чрезвычайно многообразной реакционной способностью карбонильной группы. Основным путем получения таких кетонов служит окисление производных, содержащих одну вторичную гидроксильную группу. В сравнении с обычными спиртами вторично-спиртовые группы в сахарах поддаются окислению с некоторым трудом. Поэтому для этих целей приходится применять энергичные окислители, такие, как четырехокись рутения или комбинация диметилсульфоксида с реагентами типа ангидридов (уксусный ангидрид, РгО , дицикл огексилкарбодиимид и некоторые другие). Несмотря на некоторую экзотичность этих окислителей, их широко применяют в химии углеводов. Такие методы дают сейчас синтетику возможность окисления практически любой вто-рично-спиртовой группы и, следовательно, введения карбонильной функции в почти любое желаемое положение. [c.128]


Углеводы — это… Что такое Углеводы?

Углево́ды (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп[1]. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.

Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных[1].

Простые и сложные

Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов представителей растительного и животного мира, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды). Сложные углеводы, в отличие от простых, способны гидролизоваться с образованием моносахаридов, мономеров. Простые углеводы легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов), а в процессе гидролитического расщепления образуют сотни и тысячи молекул моносахаридов[2].

Моносахариды

Распространённый в природе моносахарид — бета-D-глюкоза.

Моносахари́ды (от греческого monos — единственный, sacchar — сахар) — простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения[2], одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Некоторые моносахариды обладают сладким вкусом. Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и так далее. Среди них наибольшее распространение в природе получили пентозы и гексозы[2]. Моносахариды — стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды, олигосахариды и полисахариды.

В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (виноградный сахар или декстроза, C6H12O6) — шестиатомный сахар (гексоза), структурная единица (мономер) многих полисахаридов (полимеров) — дисахаридов: (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал). Другие моносахариды, в основном, известны как компоненты ди-, олиго- или полисахаридов и в свободном состоянии встречаются редко. Природные полисахариды служат основными источниками моносахаридов[2].

Дисахариды

Дисахари́ды (от di — два, sacchar — сахар) — сложные органические соединения, одна из основных групп углеводов, при гидролизе каждая молекула распадается на две молекулы моносахаридов, являются частным случаем олигосахаридов. По строению дисахариды представляют собой гликозиды, в которых две молекулы моносахаридов соединённы друг с другом гликозидной связью, образованной в результате взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие. Например, в молекуле мальтозы у второго остатка моносахарида (глюкозы) имеется свободный полуацетальный гидроксил, придающий данному дисахариду восстанавливающие свойства. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одним из основных источников углеводов в рационе человека и животных[3].

Олигосахариды

О́лигосахари́ды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, молекулы которых синтезированы из 2 — 10 остатков моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Соответственно различают: дисахариды, трисахариды и так далее[3]. Олигосахариды, состоящие из одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, а из разных — гетерополисахаридами. Наиболее распространены среди олигосахаридов дисахариды.

Среди природных трисахаридов наиболее распространена рафиноза — невосстанавливающий олигосахарид, содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы — в больших количествах содержится в сахарной свёкле и во многих других растениях[3].

Полисахариды

Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков[4].

Гомополисахариды (гликаны), состоящие из остатков одного моносахарида, могут быть гексозами или пентозами, то есть в качестве мономера может быть использована гексоза или пентоза. В зависимости от химической природы полисахарида различают глюканы (из остатков глюкозы), маннаны (из маннозы), галактаны (из галактозы) и другие подобные соединения. К группе гомополисахаридов относятся органические соединения растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (декстраны) происхождения[2].

Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Это один из основных источников энергии организма, образующейся в результате обмена веществ. Полисахариды принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.

Крахма́л (C6H10O5)n — смесь двух гомополисахаридов: линейного — амилозы и разветвлённого — амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Белое аморфное вещество, не растворимое в холодной воде, способное к набуханию и частично растворимое в горячей воде[2]. Молекулярная масса 105—107 Дальтон. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам. Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10—30 %, амилопектина — 70—90 %. Молекула амилозы содержит в среднем около 1 000 остатков глюкозы, связанных между собой альфа-1,4-связями. Отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят из 20—30 таких единиц, а в точках ветвления амилопектина остатки глюкозы связаны межцепочечными альфа-1,6-связями. При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации — декстрины (C6H10O5)p, а при полном гидролизе — глюкоза[4].

Гликоге́н (C6H10O5)n — полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы — главный резервный полисахарид высших животных и человека, содержится в виде гранул в цитоплазме клеток практически во всех органах и тканях, однако, наибольшее его количество накапливается в мышцах и печени. Молекула гликогена построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в линейной последовательности которых, остатки глюкозы соединены посредством альфа-1,4-связями, а в точках ветвления межцепочечными альфа-1,6-связями. Эмпирическая формула гликогена идентична формуле крахмала. По химическому строению гликоген близок к амилопектину с более выраженной разветвлённостью цепей, поэтому иногда называется неточным термином «животный крахмал». Молекулярная масса 105—108 Дальтон и выше[4]. В организмах животных является структурным и функциональным аналогом полисахарида растений — крахмала. Гликоген образует энергетический резерв, который при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы может быть быстро мобилизован — сильное разветвление его молекулы ведёт к наличию большого числа концевых остатков, обеспечивающих возможность быстрого отщепления нужного количества молекул глюкозы[2]. В отличие от запаса триглицеридов (жиров) запас гликогена не настолько ёмок (в калориях на грамм). Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоцитах) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма, при этом гепатоциты способны накапливать до 8 процентов своего веса в виде гликогена, что является максимальной концентрацией среди всех видов клеток. Общая масса гликогена в печени взрослых может достигать 100—120 граммов. В мышцах гликоген расщепляется на глюкозу исключительно для локального потребления и накапливается в гораздо меньших концентрациях (не более 1 % от общей массы мышц), тем не менее общий запас в мышцах может превышать запас, накопленный в гепатоцитах.

Целлюло́за (клетча́тка) — наиболее распространённый структурный полисахарид растительного мира, состоящий из остатков альфа-глюкозы, представленных в бета-пиранозной форме. Таким образом, в молекуле целлюлозы бета-глюкопиранозные мономерные единицы линейно соединены между собой бета-1,4-связями. При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном — D-глюкоза. В желудочно-кишечном тракте человека целлюлоза не переваривается, так как набор пищеварительных ферментов не содержит бета-глюкозидазу. Тем не менее, наличие оптимального количества растительной клетчатки в пище способствует нормальному формированию каловых масс[4]. Обладая большой механической прочностью, целлюлоза выполняет роль опорного материала растений, например, в составе древесины её доля варьирует от 50 до 70 %, а хлопок представляет собой практически стопроцентную целлюлозу[2].

Хити́н — структурный полисахарид низших растений, грибов и беспозвоночных животных (в основном роговые оболочки членистоногих — насекомых и ракообразных). Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет опорные и механические функции в организмах грибов и животных. Молекула хитина построена из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных между собой бета-1,4-гликозиюными связями. Макромолекулы хитина неразветвлённые и их пространственная укладка не имеет ничего общего с целлюлозой[2].

Пекти́новые вещества́ — полигалактуроновая кислота, содержится в плодах и овощах, остатки D-галактуроновой кислоты связаны альфа-1,4-гликозидными связями. В присутствии органических кислот спосбны к желеобразованию, применяются в пищевой промышленности для приготовления желе и мармелада. Некоторые пектиновые вещества оказывают противоязвенный эффект и являются активной составляющей ряда фармацевтических препаратов, например, производное подорожника «плантаглюцид»[2].

Мурами́н (лат. múrus — стенка) — полисахарид, опорно-механический материал клеточной стенки бактерий. По химическому строению представляет собой неразветвлённую цепь, построенную из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединённых бета-1,4-гликозидной связью. Мурамин по структурной организации (неразветвлённая цепь бета-1,4-полиглюкопиранозного скелета) и функциональной роли весьма близок к хитину и целлюлозе[2].

Декстра́ны — полисахариды бактериального происхождения — синтезируются в условиях промышленного производства микробиологическим путём (воздействием микроорганизмов Leuconostoc mesenteroides на раствор сахарозы) и используются в качестве заменителей плазмы крови (так называемые клинические «декстраны»: Полиглюкин и другие)[2].

Пространственная изомерия

Слева D-глицеральдегид, справа L-глицеральдегид.

Изомерия (от др.-греч. ἴσος — равный, и μέρος — доля, часть) — существование химических соединений (изомеров), одинаковых по составу и молекулярной массе, различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегида у которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение — L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН2ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода). Природные гексозы — глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза — по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда[5].

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

  1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих[1].
  2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.
  3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК)[6].
  4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды[6].
  5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений[1].
  6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.
  7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Биосинтез

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.

Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:

Cx(H2O)y + xO2 → xCO2 + yH2O + энергия.

В зеленых листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза — уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ — оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:

xCO2 + yH2O → Cx(H2O)y + xO2

Обмен

Основная статья: Углеводный обмен

Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов[4]:

  1. Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
  2. Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
  3. Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потребления кислорода) гликолиз — пути расщепления глюкозы в организме.
  4. Взаимопревращение гексоз.
  5. Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
  6. Глюконеогенез — синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная, молочная кислота, глицерин, аминокислоты и другие органические соединения).

Важнейшие источники

Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.

Для обозначения количества углеводов в пище используется специальная хлебная единица.

К углеводной группе, кроме того, примыкают и плохо перевариваемые человеческим организмом клетчатка и пектины.

Список наиболее распространенных углеводов

Примечания

  1. 1 2 3 4 Н. А. АБАКУМОВА, Н. Н. БЫКОВА. 9. Углеводы // Органическая химия и основы биохимии. Часть 1. — Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. — ISBN 978-5-8265-0922-7
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. Биоорганическая химия. — 1-е изд. — М.: Медицина, 1985. — С. 349—400. — 480 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 75 000 экз.
  3. 1 2 3 Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 234—235. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8
  4. 1 2 3 4 5 Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 235—238. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8
  5. Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия: Учебник / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 226—276. — 528 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8
  6. 1 2 А. Я. Николаев. 9. Обмен и функции углеводов // Биологическая химия. — М.: Медицинское информационное агентство, 2004. — ISBN 5-89481-219-4

Ссылки

  • Углеводы  (рус.). — строение и химические свойства.(недоступная ссылка — история) Проверено 1 июня 2009.
  Углеводы
Общие: Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы
Геометрия Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса
Моносахариды
Диозы Альдодиоза (Гликольальдегид)
Триозы Кетотриоза (Дигидроксиацетон) · Альдотриоза (Глицеральдегид)
Тетрозы Кетотетроза (Эритрулоза) · Альтотетрозы (Эритроза, Треоза)
Пентозы Кетопентозы (Рибулоза, Ксилулоза)

Альдопентозы (Рибоза, Арабиноза, Ксилоза, Ликсоза)

Дезоксисахариды (Дезоксирибоза)
Гексоза Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза)

Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза)

Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза)
Гептозы Кетогептозы (Седогептулоза, Манногептулоза)
>7 Октозы · Нанозы (Нейраминовая кислота)
Мультисахариды
Производные углеводов
Плазмозамещающие и перфузионные растворы — АТХ код: B05

 

B05A
Препараты крови
B05B
Растворы для в/в введения
B05C
Ирригационные растворы
B05D
Растворы для перитонеального диализа
B05X
Добавки к растворам для в/в введения
B05Z

сдать анализ в лаборатории KDLmed

Углеводная недостаточность – болезненное состояние, связанное с недостаточным поступлением и усвоением углеводов либо с их интенсивным расходованием.

Так как углеводы играют роль быстрого источника энергии, относительный углеводный дефицит может сопровождать любое физическое перенапряжение и считается вариантом нормы. Уровень углеводов в этом случае быстро восполняется за счет резервов организма без негативных последствий. При длительном дефиците питания, а также при некоторых заболеваниях может развиваться хроническая углеводная недостаточность, последствия которой бывают необратимыми. Наиболее чувствительны к дефициту углеводов клетки нервной и мышечной ткани, которые являются основными потребителями энергии. При нехватке углеводов для восполнения энергии начинают использоваться жиры и даже белок, что может вызывать серьезные изменения в обмене веществ и влиять на работу печени и почек.

Синонимы русские

Дефицит углеводов, гипогликемия.

Синонимыанглийские

A Carbohydrate Deficiency, Deficiency Of Carbohydrates.

Симптомы

Симптомыуглеводной недостаточности во многом зависят от ее длительности и степени выраженности. При кратковременном падении уровня сахара в крови в периоды физического или умственного перенапряжения могут отмечаться легкая слабость и усиленное чувство голода. Длительный дефицит углеводов, сопровождающийся истощением их запаса в печени, может приводить к нарушению ее функций и развитию дистрофии (нарушению питания тканей).

Основные проявления углеводной недостаточности:

  • общая слабость,
  • головокружение,
  • головная боль,
  • голод,
  • тошнота,
  • обильная потливость,
  • дрожь в руках,
  • сонливость.
  • потеря веса.

Кто в группе риска?

  • Население стран с низким уровнем жизни.
  • Те, кто голодает с целью снизить вес или долго придерживается низкокалорийных диет.
  • Пациенты с заболеваниями поджелудочной железы, печени и почек.
  • Инсулинозависимые пациенты.
  • Лица, родственники которых страдают наследственными формами нарушений углеводного обмена.

Общая информация о заболевании

Наряду с жирами и белком углеводы относятся к основным компонентам пищевого рациона. Они удовлетворяют потребность организма в энергии, участвуют в расщеплении жиров и белка.

Многие люди, пытаясь сбросить вес, ошибочно урезают количество углеводов в рационе до минимума, однако полноценная утилизация жиров возможна только при достаточном количестве углеводов.

Основные функции углеводов

  • Энергетическая. При расщеплении углеводов образуется значительное количество энергии, обеспечивающей практически все процессы жизнедеятельности.
  • Питание мозга. Головной мозг является основным потребителем глюкозы.
  • Синтетическая. Углеводы участвуют в образовании многих необходимых организму веществ. Совместно с белками они образуют некоторые ферменты, гормоны, входят в состав слюны и пищеварительных соков.
  • Регуляторная. Углеводы участвуют в процессе расщепления жиров и белка.
  • Пищеварительная. Стимулируют процесс пищеварения, создавая объем пищевого комка.
  • Сорбирующая. Способствуют выведению из организма избытков холестерина и вредных веществ.

Разнообразие выполняемых функций обеспечивается за счет особенностей химического строения углеводов. Принято различать следующие их виды.

  • Простые сахара: глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза. Выполняют функцию источников «быстрой» энергии, главным из которых является глюкоза. Именно она используется клетками в первую очередь и является основой питания мозга. Уровень глюкозы в крови регулируется с помощью инсулина – особого белка (гормона), вырабатываемого поджелудочной железой, – и в норме относительно постоянен. При значительном поступлении углеводов с пищей часть их используется на поддержание уровня глюкозы, а остальные резервируются в печени и мышечной ткани.
  • Сложные сахара: крахмал, гликоген клетчатка и пектины.
    • Крахмал – основной углевод, поступающий с пищей. Содержится в крупах, картофеле, хлебе. В процессе переваривания расщепляется до глюкозы.
    • Гликоген, или «животный крахмал», является формой хранения углеводов в организме. Основная масса гликогена содержится в печени, где и происходит его расщепление до глюкозы при необходимости восстановления ее уровня в крови.
    • Клетчатка (целлюлоза) – практически неперевариваемый углевод, образующий оболочки семян и плодов. Клетчатка практически не участвует в углеводном обмене, но необходима организму для нормального пищеварения: создавая объем пищевого комка, она способствует насыщению и, кроме того, выведению холестерина и вредных веществ.

Таким образом, для обеспечения потребностей организма в первую очередь расходуются простые углеводы (глюкоза), уровень которых восполняется либо за счет поступления с пищей, либо за счет собственных запасов при расщеплении гликогена. Если же собственный углеводный резерв исчерпан, организм начинает использовать имеющийся жир и белки, поэтому длительная нехватка углеводов приводит к серьезным нарушениям обмена и образованию целого ряда вредных веществ, постепенно накапливающихся в крови. К числу таких веществ относятся продукты неполного расщепления жира: кетоновые тела и ацетон. Этот процесс представляет серьезную опасность и даже может привести к коме. Избыточный расход белка вызывает уменьшение мышечной массы, нарушение целого ряда жизненно важных процессов, таких как продукция гормонов, основных белков крови, пищеварительных ферментов, что чревато тяжелыми формами дистрофии, снижением работоспособности и интеллекта.

Главное проявление углеводного дефицита – это гипогликемия – низкий уровень глюкозы в крови.

Основные причины углеводной недостаточности

  • Сахарный диабет – основная причина гипогликемии. Падение уровня глюкозы чаще всего связано с передозировкой инсулина (гормона, регулирующего уровень глюкозы), таблетированных сахароснижающих препаратов или же может явиться следствием нарушений режима питания, стресса или физического перенапряжения у этих пациентов.
  • Физиологическая гипогликемия представляет собой незначительное кратковременное падение сахара в крови у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом, спортсменов в период максимальных нагрузок, а также при стрессовых ситуациях.
  • Алиментарная (пищевая) углеводная недостаточность развивается при длительном голодании, например с целью снизить вес, при избыточном приеме алкоголя. Кроме того, сахар может падать из-за значительного перерыва между приемами пищи. Обычно это проявляется слабостью чувством голода.
  • Инсулинома – опухоль поджелудочной железы, затрагивающая клетки, продуцирующие инсулин. По мере

Углеводов, роль, которую они играют и зачем они вам нужны

Понимание роли углеводов в обеспечении здоровья кишечника

МАР. 02, 2021 3 МИН. ЧИТАТЬ

Хорошее питание помогает питать ваше тело, и, как и многие другие вещи в жизни, все дело в балансе. Вначале нам советуют есть самые разные продукты из всех пищевых групп — фрукты, овощи, злаки, молочные продукты и белки, — и этот совет имеет веские причины.Чтобы функционировать и развиваться, вам нужны различные продукты, чтобы получать все необходимые организму питательные вещества, такие как углеводы, белки, жиры, витамины и минералы.

В последние десятилетия — и с появлением таких диет, как кетогенная, палеоидная и диета Аткинса — растет недоразумение относительно роли и важности одного питательного вещества, в частности, углеводов. Тем не менее, этот макроэлемент остается важной частью общей сбалансированной диеты и необходим для хорошего здоровья. Понимание роли углеводов и продуктов, в которых они содержатся, может помочь вам придерживаться полноценной и сбалансированной диеты.

Роль углеводов: от энергии к здоровью кишечника

Углеводы, также известные как углеводы, жизненно важны на всех этапах жизни. Они являются основным источником энергии тела и предпочтительным источником энергии для мозга. Углеводы расщепляются организмом на глюкозу — разновидность сахара. Глюкоза используется в качестве топлива клетками, тканями и органами вашего тела. Когда ваше тело не получает достаточного количества углеводов, оно ищет другой источник энергии, расщепляя белок в ваших мышцах и жировой ткани, чтобы использовать его в качестве энергии.Глюкоза важна для мозга, который не может легко использовать другие источники топлива, такие как жир или белок, для получения энергии.

Хотя углеводы больше всего известны своей энергией, некоторые углеводы также могут способствовать здоровью пищеварительной системы. Микробиом — это огромное собрание микробных организмов, которые живут в вашем теле и в нем, большинство из них находится в желудочно-кишечном тракте или кишечнике. Многие микробы в кишечнике — это здоровые бактерии, которые помогают поддерживать иммунитет и здоровье пищеварительной системы. Некоторые углеводы, такие как клетчатка, служат пищей для полезных бактерий в кишечнике и способствуют их росту.Употребление в пищу продуктов с высоким содержанием клетчатки, таких как фрукты, овощи и цельнозерновые, также может помочь при регулярном испражнении, минимизировать проблемы, связанные с запорами, и может помочь снизить уровень холестерина и сахара в крови.

«Каждый ингредиент, который входит в наши продукты, служит важной цели. Для некоторых людей наши продукты питания обеспечивают их полное питание, поэтому продукты должны быть сбалансированы важными питательными веществами, в том числе углеводами, чтобы люди могли получать питание, необходимое для роста, исцеления или процветания.”

Хаким Бузамондо, MD, MSC, MBA, вице-президент подразделения глобальных исследований и разработок, Abbott

Функция углеводов в готовых пищевых продуктах

Хотя углеводы естественным образом содержатся во многих продуктах, таких как макаронные изделия, фрукты, овощи, молоко и хлеб, их часто добавляют в готовые продукты, чтобы сбалансировать питательные вещества и улучшить вкус и текстуру. И они играют существенную роль.

Возьмем, к примеру, пищевые добавки. Некоторые пищевые добавки, такие как пищевые напитки, богаты питательными веществами и предназначены для обеспечения важных макроэлементов, витаминов и минералов.Углеводы являются одним из основных источников энергии и также играют важную роль во вкусе и консистенции. Сахар может увеличить густоту, а также помочь предотвратить комкование белка в порошковых смесях, что может повлиять на текстуру и консистенцию. Сахар также придает сладость продуктам, богатым питательными веществами, и помогает усилить положительный вкус или замаскировать отрицательный, поэтому продукты легко пить.

«Когда мы создаем пищевые продукты, мы добавляем определенные ингредиенты для создания сбалансированных, богатых питательными веществами продуктов, — говорит Хаким Бузамондо, доктор медицинских наук, магистр наук, магистр делового администрирования, вице-президент отдела глобальных исследований и разработок Abbott.«Каждый ингредиент, который входит в наши продукты, служит важной цели. Для некоторых людей наши продукты питания обеспечивают их полное питание, поэтому продукты должны быть сбалансированы важными питательными веществами, в том числе углеводами, чтобы люди могли получать питание, необходимое для роста, исцеления или процветания ».

Если у вас есть вопросы о диете, обязательно спросите своего лечащего врача. А понимание различных видов углеводов, где их можно найти в продуктах питания и как сделать их приоритетными в своем рационе, поможет вам наслаждаться разнообразными продуктами, обеспечивая организм необходимыми питательными веществами.

Каковы 6 функций углеводов? — MVOrganizing

Каковы 6 функций углеводов?

Углеводы выполняют шесть основных функций в организме:

  • Обеспечивает энергию и регулирует уровень глюкозы в крови.
  • Экономия белков для получения энергии.
  • Расщепление жирных кислот и предотвращение кетоза.
  • Биологические процессы распознавания.
  • Ароматизаторы и подсластители.
  • Пищевые волокна.

Каковы 4 основные функции углеводов?

Четыре основные функции углеводов в организме — обеспечивать энергию, накапливать энергию, строить макромолекулы и сберегать белок и жир для других целей. Энергия глюкозы хранится в виде гликогена, большая часть которого находится в мышцах и печени.

Какова основная роль углеводов в организме?

Углеводы выполняют несколько ключевых функций в организме.Они дают вам энергию для повседневных задач и являются основным источником энергии, необходимой вашему мозгу. Клетчатка — это особый тип углеводов, который способствует хорошему пищеварению и может снизить риск сердечных заболеваний и диабета.

Какие 4 примера углеводов?

Ниже приведены важные примеры углеводов:

  • Глюкоза.
  • Галактоза.
  • Мальтоза.
  • Фруктоза.
  • Сахароза.
  • Лактоза.
  • Крахмал.
  • Целлюлоза.

Какой хороший пример углеводов?

Углеводы содержатся в большом количестве как здоровой, так и нездоровой пище — хлебе, бобах, молоке, попкорне, картофеле, печенье, спагетти, безалкогольных напитках, кукурузе и вишневом пироге. Они также бывают разных форм. Наиболее распространенные и распространенные формы — это сахар, клетчатка и крахмал.

Какие примеры простых углеводов?

Общие простые углеводы, добавляемые в продукты, включают:

  • сахар-сырец.
  • коричневый сахар.
  • кукурузный сироп и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.
  • глюкоза, фруктоза и сахароза.
  • концентрат фруктового сока.

Какие классы углеводов?

Углеводы делятся на четыре типа: моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды состоят из простого сахара; то есть они имеют химическую формулу C6h22O6. Дисахариды — это два простых сахара.

Какие основные углеводы?

Есть три основных типа углеводов:

  • Сахар.Их также называют простыми углеводами, потому что они находятся в самой простой форме.
  • Крахмалы. Это сложные углеводы, состоящие из множества простых сахаров, соединенных вместе.
  • Волокно. Это также сложный углевод.

Какие три основных класса углеводов?

Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Какие два основных класса углеводов?

В продуктах питания есть два основных типа углеводов (или углеводов): простые и сложные.Простые углеводы: их также называют простыми сахарами. Они содержатся в рафинированном сахаре, как белый сахар в сахарнице.

Какие классы углеводов и привести примеры?

Самыми простыми углеводами являются трехуглеродный дигидроксиацетон и триозный глицеральдегид. Далее они подразделяются на глюкозу, фруктозу, галактозу и маннозу… .1. Моносахариды:

Альдосес Кетоз
(C₄H₈O₄) Тетрозы Эритроза Эритрулоза
(C₅H₁₀O₅) Пентозы Рибоза Рибулоза
(C₆H₁₂O₆) Гексозы Глюкоза Фруктоза

Что вы подразумеваете под углеводами?

Углеводы — один из трех основных классов продуктов питания и источник энергии.Углеводы — это в основном сахара и крахмалы, которые организм расщепляет на глюкозу (простой сахар, который организм может использовать для питания своих клеток).

Как углеводы расщепляются в организме?

Когда вы едите углеводы, ваше тело расщепляет их на простые сахара, которые попадают в кровоток. Когда уровень сахара в организме повышается, поджелудочная железа вырабатывает гормон, называемый инсулином. Инсулин необходим для перемещения сахара из крови в клетки, где сахар может использоваться в качестве источника энергии.

Что делают простые углеводы?

Простые углеводы или сахара состоят из более коротких цепочек молекул и усваиваются быстрее, чем сложные углеводы. Этот факт означает, что простые углеводы вызывают скачок уровня глюкозы в крови, обеспечивая организм кратковременным источником энергии.

Что означает углевод?

Почему организм сначала сжигает углеводы?

Потребление жиров не способствует использованию жиров в качестве источника энергии — в первую очередь используются углеводы, и если съеденных калорий углеводов достаточно, избыточные калории из жиров в рационе идут непосредственно на накопление жира.Жир также дает меньше сигналов о наполнении мозга (больше всего дает белок, затем идут углеводы, а затем жир).

Сжигает ли тело жир, когда он голоден?

Хотя вы можете чувствовать голод, когда пытаетесь похудеть, и ограничивать потребление энергии, голод не означает, что вы сжигаете жир, потому что вы можете сбросить лишние килограммы, не всегда чувствуя себя голодным.

Как мне научить свое тело сжигать жир вместо углеводов?

Вот 14 лучших способов быстро сжечь жир и способствовать похуданию.

  1. Начало силовой тренировки.
  2. Соблюдайте диету с высоким содержанием белка.
  3. Больше спать.
  4. Добавьте уксус в свой рацион.
  5. Ешьте больше полезных жиров.
  6. Пейте более здоровые напитки.
  7. Заполните волокном.
  8. Сократите количество рафинированных углеводов.

Сжигает ли ходьба жиры или углеводы?

Например, если у вас есть 30 минут на тренировку, вы сожжете 187 калорий при ходьбе (7 км в час) по сравнению с 365 калориями при беге (9 км в час).Ходьба может сжигать больше жира в качестве топлива, но бег сжигает больше калорий, что в целом способствует большей потере веса.

Может ли ходьба уменьшить жир на бедрах?

Быстрая ходьба также может улучшить ваш метаболизм. Если пояснить этот момент, то более быстрая ходьба может заставить ваше тело использовать жировые запасы для получения энергии. Что еще более важно, быстрая ходьба поможет вам привести ноги в тонус и уменьшить жир на бедрах. Ходьба укрепляет икры, квадрицепсы, подколенные сухожилия и поднимает ягодицы.

Поможет ли мне похудеть 60 минут ходьбы в день?

Существует множество доказательств пользы ходьбы. Ученые из Университета Питтсбурга недавно обнаружили, что люди с избыточным весом, которые быстро ходили от 30 до 60 минут в день, теряли вес, даже если они не меняли никаких других привычек образа жизни.

Физиология, углеводы — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Углеводы являются одним из трех макроэлементов в рационе человека, наряду с белками и жирами.Эти молекулы содержат атомы углерода, водорода и кислорода. Углеводы играют важную роль в организме человека. Они действуют как источник энергии, помогают контролировать метаболизм глюкозы и инсулина в крови, участвуют в метаболизме холестерина и триглицеридов и помогают при брожении. Пищеварительный тракт при потреблении начинает расщеплять углеводы до глюкозы, которая используется для получения энергии. Любая дополнительная глюкоза в кровотоке сохраняется в печени и мышечной ткани до тех пор, пока не потребуется дополнительная энергия. Углеводы — это общий термин, который включает сахар, фрукты, овощи, волокна и бобовые. Несмотря на то, что существует множество видов углеводов, в рационе человека преобладает определенная часть. [1] [2] [3]

Конструкции

Моносахарид : Самая основная, основная единица углевода. Это простые сахара с общей химической структурой C6h22O6.

Дисахарид: Составные сахара, содержащие два моносахарида с удалением молекулы воды с общей химической структурой C12h32O11

Олигосахарид: Полимер содержит от трех до десяти моносахаридов

9330004 902cha32 Полисахаридов, связанных с длинными цепями Полисахаридов, содержащих: 902 через гликозидные связи

Типы

Простые углеводы: Один или два сахара (моносахариды или дисахариды) объединены в простую химическую структуру.Они легко используются для получения энергии, вызывая быстрое повышение уровня сахара в крови и секреции инсулина поджелудочной железой.

  • Примеры: фруктоза, лактоза, мальтоза, сахароза, глюкоза, галактоза, рибоза

  • Продукты: конфеты, газированные напитки, кукурузный сироп, фруктовый сок, мед, столовый сахар

Сложные углеводы: Три или более сахаров (олигосахаридов или полисахаридов), связанных вместе в более сложную химическую структуру. Они перевариваются дольше и поэтому более постепенно влияют на повышение уровня сахара в крови.

  • Примеры: целлобиоза, рутинулоза, амилоза, целлюлоза, декстрин

  • Продукты питания: яблоки, брокколи, чечевица, шпинат, цельнозерновые нерафинированные, коричневый рис

Крахмалы: Комплекс углеводов содержит большое количество углеводов. молекулы глюкозы. Растения производят эти полисахариды.

  • Примеры включают картофель, нут, макаронные изделия и пшеницу.

Клетчатка: Неперевариваемые сложные углеводы, которые способствуют здоровому росту бактерий в толстой кишке и действуют как наполнитель, облегчающий дефекацию.Основные компоненты включают целлюлозу, гемицеллюлозу и пектин.

  • Нерастворимый: абсорбирует воду в кишечнике, тем самым смягчая и увеличивая объем стула. Преимущества включают регулярное опорожнение кишечника и снижение риска дивертикулеза.

    • Примеры: отруби, семена, овощи, коричневый рис, кожура картофеля.

  • Растворимый: помогает снизить уровень холестерина и ЛПНП в крови, снижает напряжение при дефекации и снижает уровень глюкозы в крови после приема пищи.

    • Примерами являются мясистые фрукты, овес, брокколи и сушеные бобы.

Проблемы, вызывающие озабоченность

Углеводы связаны с кариесом зубов. Известно, что употребление большого количества сладкой пищи приводит к образованию зубного налета, кариесу и образованию кариеса. Худший углевод для разрушения зубов — сахароза. С другой стороны, фруктоза служит источником энергии для бактерий полости рта. [4] [5] [6]

Многие люди ошибочно полагают, что диета с высоким содержанием углеводов приводит к развитию диабета 2 типа, хотя на самом деле верно обратное.Данные показывают, что риск развития диабета 2 типа снижается по мере увеличения количества калорий из углеводов. Диеты с высоким содержанием углеводов, как правило, повышают чувствительность к инсулину. Таким образом, сегодня медицинские работники обычно рекомендуют диабетикам 2 типа придерживаться высокоуглеводной диеты. Дополнительным преимуществом высокоуглеводной диеты для диабетиков 2 типа является то, что она снижает риск сердечных заболеваний.

Люди, которые придерживаются диеты с высоким содержанием клетчатки, также имеют тенденцию к более низкому уровню холестерина в сыворотке и более высокому уровню ЛПВП, чем люди, придерживающиеся диеты с низким содержанием клетчатки; снижение холестерина также снижает риск сердечных заболеваний.Во многих частях Африки люди, которые придерживаются диеты с высоким содержанием клетчатки, как правило, имеют очень низкий риск рака кишечника. Но точное количество клетчатки для предотвращения рака толстой кишки остается неизвестным. Отдельные сообщения утверждают, что употребление клетчатки может снизить кровяное давление, снизить количество камней в желчном пузыре и снизить уровень сахара в крови.

Сотовая связь

Метаболизм

Переваривание углеводов начинается во рту, где начинается расщепление амилазы слюны. После распада в пищеварительной системе моносахариды всасываются в кровоток.По мере потребления углеводов уровень сахара в крови повышается, что стимулирует поджелудочную железу вырабатывать инсулин. Инсулин сигнализирует клеткам тела, что нужно поглощать глюкозу для получения энергии или хранения. Если уровень глюкозы в крови падает, поджелудочная железа вырабатывает глюкагон, стимулируя печень высвобождать накопленную глюкозу.

Организм не может переваривать клетчатку, поэтому клетчатка не обеспечивает калорий и энергии. Он имеет множество преимуществ для здоровья, включая увеличение объема стула для облегчения выведения, предотвращение запоров, пребиотические свойства, чувство сытости и проблемы с кишечником.

Функция

Питание

Углеводы — важная часть диетического питания. Самые полезные для здоровья источники включают сложные углеводы из-за их незначительного воздействия на уровень глюкозы в крови. Эти варианты включают необработанные цельнозерновые продукты, овощи, фрукты и бобовые. В то время как простые углеводы допустимы в небольших количествах, белый хлеб, газированные напитки, выпечка и другие продукты с высокой степенью переработки менее питательны и вызывают резкое повышение уровня глюкозы в крови.Здоровый рацион взрослого человека должен включать от 45% до 65% углеводов как часть дневной нормы, что составляет примерно 200-300 г в день. Углеводы содержат около 4 ккал / грамм (17 кДж / г). Клетчатка также является важным углеводом. Здоровые взрослые должны потреблять около 30 г клетчатки в день, так как она снижает риск ишемической болезни сердца, инсультов и проблем с пищеварением.

Гликемический индекс — это инструмент, используемый для отслеживания углеводов и их индивидуального воздействия на уровень сахара в крови. По этой шкале углеводы ранжируются от 0 до 100 в зависимости от того, насколько быстро происходит повышение уровня глюкозы в крови при употреблении.Продукты с низким гликемическим индексом (55 или меньше) вызывают постепенное повышение уровня сахара в крови. Эти продукты включают в себя овсяные хлопья, овсяные отруби, мюсли, сладкий картофель, горох, бобовые, большинство фруктов, некрахмалистые овощи. Продукты со средним гликемическим индексом (от 56 до 69) включают овсяные хлопья, коричневый рис и цельнозерновой хлеб. Продукты с высоким гликемическим индексом (от 70 до 100) увеличивают риск диабета 2 типа, сердечных заболеваний, ожирения и овуляторного бесплодия. Эти продукты включают белый хлеб, кукурузные хлопья, белый картофель, крендели, рисовые лепешки и попкорн.[7]

Клиническая значимость

Две вещи, которые постоянно влияют на организм, включают физическую активность и диету. Диета должна быть сбалансированной по питанию, включая правильный тип и количество углеводов. Увеличение или уменьшение количества углеводов сверх желаемого может повлиять как на физиологические, так и на метаболические процессы. Увеличение количества простых углеводов может способствовать ожирению — заболеванию, которое подвергает людей еще большему риску дальнейших расстройств, таких как сердечно-сосудистые заболевания.Потребление углеводов также способствует развитию инсулиннезависимого диабета (диабет 2 типа) — растущей эпидемии. Однако продукты, богатые некрахмальными полисахаридами, и продукты с низким гликемическим индексом защищают от диабета. Повышенное потребление сахара также способствует развитию кариеса. [8] [9]

Нарушение всасывания углеводов может проявляться симптомами запора, диареи, метеоризма и болей в животе. Это может произойти в результате врожденных или приобретенных дефектов метаболизма ферментов или слизистой оболочки кишечника.Целиакия и болезнь Крона являются примерами вторичной мальабсорбции. Чрезмерный бактериальный рост в тонком кишечнике (SIBO) может возникать в результате обходного желудочного анастомоза или нарушений моторики желудка (хронический диабет, склеродермия), что приводит к нарушению абсорбционного интерфейса и тяжелой мальабсорбции. С другой стороны, непереносимость лактозы — это первичный дефицит лактазы. Лактаза — это фермент, расщепляющий лактозу, дисахарид, на моносахариды, глюкозу и галактозу в щеточной кайме энтероцитов.Дефицит лактазы — наиболее распространенный дефицит ферментов в мире. [10] Наиболее часто используемый метод диагностики мальабсорбции углеводов в тесте выдоха водорода. При неполном всасывании непереваренные углеводы попадают в толстую кишку, где обитают бактерии, производящие газообразный водород. Уровень газообразного водорода (h3) измеряется при первом выдохе. Неметаболизированные углеводы действуют как осмотические агенты в желудочно-кишечном тракте, способствуя появлению симптомов диареи и метеоризма. Лечение большинства нарушений всасывания углеводов включает избегание связанных с ними моно- или дисахаридов.[11] [12]

Ссылки

1.
Шах Р., Сабир С., Альхавадж А.Ф. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 сентября 2020 г. Физиология, грудное молоко. [PubMed: 30969612]
2.
Bolla AM, Caretto A, Laurenzi A, Scavini M, Piemonti L. Низкоуглеводные и кетогенные диеты при диабете 1 и 2 типа. Питательные вещества. 26 апреля 2019 г .; 11 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC6566854] [PubMed: 31035514]
3.
Миллс С., Стэнтон С., Лейн Дж. А., Смит Г. Дж., Росс Р. П..Прецизионное питание и микробиом, часть I: современное состояние науки. Питательные вещества. 24 апреля 2019 г .; 11 (4) [Бесплатная статья PMC: PMC6520976] [PubMed: 31022973]
4.
Хеви Р. Стратегии разработки кандидатов в гликомиметические препараты. Фармацевтические препараты (Базель). 11 апреля 2019 г .; 12 (2) [Бесплатная статья PMC: PMC6631974] [PubMed: 30978966]
5.
Уриг М.Л., Лантаньо Б., Постиго А. Синтетические стратегии фторирования углеводов. Org Biomol Chem. 2019 29 мая; 17 (21): 5173-5189.[PubMed: 31017598]
6.
Квок С.С., Гулати М., Мичос Э.Д., Поттс Дж., Ву П., Уотсон Л., Локи Ю.К., Маллен С., Мамас М.А. Компоненты питания и риск сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности: обзор данных метаанализов. Eur J Prev Cardiol. 2019 Сен; 26 (13): 1415-1429. [PubMed: 30971126]
7.
Maino Vieytes CA, Taha HM, Burton-Obanla AA, Douglas KG, Arthur AE. Углеводное питание и риск рака. Curr Nutr Rep.2019 Сентябрь; 8 (3): 230-239. [Бесплатная статья PMC: PMC6660575] [PubMed: 30895469]
8.
Mantantzis K, Schlaghecken F, Sünram-Lea SI, Maylor EA. Сахарный прилив или сахарный крах? Мета-анализ влияния углеводов на настроение. Neurosci Biobehav Rev.2019 июнь; 101: 45-67. [PubMed: 30951762]
9.
Walsh T., Worthington HV, Glenny AM, Marinho VC, Jeroncic A. Фторсодержащие зубные пасты различных концентраций для предотвращения кариеса зубов. Кокрановская база данных Syst Rev. 04 марта 2019 г .; 3: CD007868. [Бесплатная статья PMC: PMC6398117] [PubMed: 30829399]
10.
Родился П.Мальабсорбция углеводов у пациентов с неспецифическими жалобами со стороны брюшной полости. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007, 21 ноября; 13 (43): 5687-91. [Бесплатная статья PMC: PMC4171253] [PubMed: 17963293]
11.
Райтель М., Вайденхиллер М., Хагель А.Ф., Хеттерих У., Нейрат М.Ф., Konturek PC. Мальабсорбция часто встречающихся моно- и дисахаридов: уровни исследования и дифференциальный диагноз. Dtsch Arztebl Int. 2013 15 ноября; 110 (46): 775-82. [Бесплатная статья PMC: PMC3855820] [PubMed: 24300825]
12.
Hammer HF, Hammer J. Диарея, вызванная нарушением всасывания углеводов. Гастроэнтерол Clin North Am. 2012 сентябрь; 41 (3): 611-27. [PubMed: 22917167]

Важность углеводов: функции и влияние дефицита — стенограмма видео и урока

Функции углеводов

После того, как вы насытились едой, углеводы из потребленных вами продуктов расщепляются на более мелкие единицы сахара. Эти маленькие единицы всасываются из пищеварительного тракта и попадают в кровоток.Этот сахар в крови или глюкоза в крови транспортируется через кровоток для снабжения энергией ваших мышц и других тканей. Это важный процесс; Фактически, мы могли бы сказать, что из различных функций углеводов обеспечение энергией является основной ролью.

Большинство клеток вашего тела используют простую углеводную глюкозу для получения энергии, но ваш мозг особенно нуждается в глюкозе в качестве источника энергии. Итак, мы можем добавить, что важная функция углеводов — это снабжение мозга энергией.Если вы когда-либо сидели на низкоуглеводной диете и чувствовали, что ваш мозг затуманен в течение нескольких дней, то вы испытали, насколько важны углеводы для правильного функционирования мозга.

Другая функция углеводов — предотвращать расщепление белков для получения энергии. Потребляя достаточное количество углеводов в своем рационе, вы гарантируете, что ваше тело сможет удовлетворить свои энергетические потребности, но если вы потребляете слишком мало углеводов или используете их слишком быстро, например, во время интенсивных упражнений, тогда ваше тело в норме. заставляет расщеплять белки для получения энергии.

Белок вроде как резервный генератор при отключении основного источника энергии. Здорово, что в организме есть эта резервная система, но когда белки расходуются для получения энергии, они больше не могут выполнять свою жизненно важную работу, такую ​​как помощь в сокращении мышц и поддержание мышц и других тканей тела.

Углеводы также способствуют метаболизму жиров. Если у тела достаточно энергии для удовлетворения насущных потребностей, оно накапливает дополнительную энергию в виде жира.

Чтобы получить доступ к этой накопленной энергии, вашему телу нужна рабочая энергия углеводов.Если в вашей диете не хватает углеводов, например, если вы придерживаетесь интенсивной диеты или строгой низкоуглеводной диеты, тогда метаболизм жиров не может протекать нормально, и в результате образуется кетонов . Кетоны — это кислотные молекулы, образованные частично расщепленными жирами. Кетоны могут использоваться вашим телом для получения энергии, и они могут даже уберечь часть белка от расщепления, но если в крови присутствует слишком много кетонов, они приводят к состоянию, называемому кетоз . Это делает кровь кислой, что может препятствовать нормальным процессам в организме; у человека, находящегося в состоянии кетоза, также будут некоторые заметные симптомы, включая головные боли, сухость во рту и странный фруктовый запах изо рта.

Дефицит углеводов

Итак, мы видим, что дефицит углеводов может привести к кетозу. Мы также видим, что дефицит может привести к чрезмерному расщеплению белка. И поскольку дефицит углеводов означает, что вы не даете своему телу топливо, которое оно предпочитает, легко увидеть, что это может привести к усталости и снижению уровня энергии.

Кроме того, вы упустите многие важные питательные вещества, которые содержатся в углеводной пище. Например, диета с дефицитом углеводов приведет к снижению потребления клетчатки.

Клетчатка — это компонент растительной пищи, который не переваривается, но помогает пище проходить через пищеварительный тракт. Поскольку клетчатка не переваривается, она проходит через ваш организм в целости и сохранности, действуя как чистящая щетка, которая перемещает пищу и помогает выводить шлаки и токсины из организма.

Резюме урока

Давайте рассмотрим…

Ваше тело рассматривает углеводы как топливо, поэтому одна из основных функций углеводов — это снабжение организма энергией. Ваш мозг особенно нуждается в простой углеводной глюкозе в качестве источника энергии.Так что снабжение мозга энергией — еще одна важная функция. Мы также видим, что наличие достаточного количества углеводов для получения энергии может предотвратить расщепление белков для получения энергии. Хотя это замечательно, что белки можно использовать в качестве резервного источника энергии, если вы сжигаете их для получения энергии, они больше не могут выполнять свою обычную работу по поддержанию жизни. Углеводы также способствуют метаболизму жиров. Если в вашем рационе не хватает углеводов, то метаболизм жиров не может протекать нормально, и в результате образуется кетонов , которые представляют собой молекулы кислоты, образованные частично расщепленными жирами.Если в крови присутствует слишком много кетонов, получается кетоз , что делает кровь кислой. Кетоз сопровождается такими симптомами, как головные боли, сухость во рту и фруктовый запах изо рта.

Знание этих функций углеводов показывает нам, что дефицит углеводов может привести к кетозу, чрезмерному расщеплению белков, усталости и снижению уровня энергии, а также к снижению потребления клетчатки.

Результаты обучения

Некоторые из результатов этого видеоурока могут включать вашу способность:

  • Распознать потребность человеческого организма в углеводах
  • Обсудите важную роль углеводов в организме
  • Объясните взаимосвязь между образованием кетонов и углеводами
  • Вспомните некоторые симптомы дефицита углеводов

углеводов в рационе | Государственный университет Оклахомы

Опубликовано апр.2021 | Id: T-3117

К Дженис Херманн

Основная функция углеводов — обеспечивать организм энергией. Организм использует глюкозу для обеспечивают большую часть энергии для человеческого мозга. Около половины энергии, используемой мышцами и другие ткани тела обеспечиваются глюкозой и гликогеном, формой хранения углеводов.Люди не едят глюкозу и гликоген, они едят продукты, богатые углеводами. В тело превращает углеводы в основном в глюкозу для получения энергии и в гликоген или жир как запасенная энергия. Поскольку многие продукты содержат много углеводов, многие люди ошибочно думают, что они «полнеют». На самом деле, выбирая продукты с высоким содержанием углеводов и клетчатки а диета с низким содержанием жиров может помочь с контролем веса.Зерновые продукты, овощи, фрукты а бобы, горох и чечевица содержат много углеводов и клетчатки с небольшим содержанием жира.

Что такое углеводы?

Углеводы — это длинные цепочки молекул сахара, которые в основном используются для получения энергии. Есть три основных типа углеводов:

  1. Моносахариды представляют собой отдельные сахары, в том числе:
    • Фруктоза
    • Глюкоза
    • Галактоза
  2. Дисахариды (простые сахара) — это два соединенных вместе сахара, в том числе:
    • Сахароза (столовый сахар), состоящий из глюкозы и фруктозы
    • Лактоза (молочный сахар), состоящий из глюкозы и галактозы
    • Мальтоза (солодовый сахар), состоящий из глюкозы и глюкозы
  3. Полисахариды (сложные углеводы) — это многие сахара, связанные вместе, в том числе:
    • Крахмал, состоящий из множества молекул глюкозы
    • Гликоген (форма хранения углеводов в организме), состоящий из множества молекул глюкозы
    • Волокно (некрахмальные полисахариды), состоящее из множества молекул глюкозы, которые человеческие тело не может сломаться

Переваривание и абсорбция

Цель пищеварения — расщепить углеводы на мелкие молекулы. может поглотить.Человеческое тело содержит пищеварительные ферменты, расщепляющие крахмал на дисахариды и дисахариды в моносахариды. Конечные продукты углеводов пищеварение — это моносахариды.

Моносахариды всасываются тонким кишечником и попадают в кровь. транслировать. Моносахариды переносятся кровью в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.Глюкоза — это основной используемый моносахарид. телом для получения энергии.

Поскольку человеческому организму не хватает ферментов, расщепляющих клетчатку на отдельные сахара для абсорбции, волокна достигают нижних отделов кишечника в неизменном виде. Есть много разных типов волокна. В целом волокна делятся на два основных типа: растворимые волокна и нерастворимые волокна.Оба типа клетчатки играют важную роль в здоровье и регулировании прохождение пищи по кишечнику.

Функции углеводов

Основная функция углеводов — обеспечивать энергией функции организма. Этот энергия необходима для осуществления таких процессов в организме, как дыхание, поддержание температуры тела, сокращение и расслабление сердца и мышц.Энергия также нужна для физические упражнения. Мозг, нервные клетки и развивающиеся эритроциты могут только используйте глюкозу для получения энергии.

Каждый грамм углеводов в пище обеспечивает четыре калории энергии. Глюкоза — это основной углевод, который организм расщепляет для получения энергии. Основной путь, по которому глюкоза расщепляется для получения энергии, требуется кислород, а конечным продуктом является углерод. диоксид, вода и энергия.В мышцах, если не хватает кислорода, немного глюкозы может быть расщеплен на энергию другим путем, не требующим кислорода; однако конечными продуктами являются молочная кислота и энергия. Молочная кислота накапливается в мышцы и вызывает спазмы.

Углеводы с пищей обеспечивают глюкозу, которую клетки организма могут использовать для получения энергии.Избыток глюкозы сверх того, что необходимо организму для немедленной энергии, преобразуется в гликоген, хранилище форма углеводов или превращается в жир и хранится в жировых клетках тела.

Глюкоза обеспечивает энергией все клетки организма. Мозг и нервные клетки используют только глюкозу. для энергии. Если уровень глюкозы в крови падает слишком низко, гликоген расщепляется, чтобы обеспечить глюкоза.Организм может хранить достаточно гликогена, чтобы обеспечить его запас на полдня. энергии. Поскольку запасов гликогена хватает только на кратковременное обеспечение энергией, организму требуется частое поступление углеводов.

Хотя многие клетки используют жир для получения энергии, мозг, нервные клетки и клетки крови не могут.Организм не может в значительной степени преобразовывать жир в глюкозу. Таким образом, без глюкозы организм вынужден расщеплять свои белковые ткани, чтобы произвести глюкоза для получения энергии, что может привести к потере мышечной массы.

Кроме того, когда организм использует жир для получения энергии, фрагменты жира объединяются с образованием кетона. тела.Некоторые клетки тела могут использовать кетоновые тела для получения энергии, но если жир расщепляется слишком быстро кетоновые тела начинают накапливаться в крови. Это может вызвать серьезный состояние, называемое кетозом, которое может привести к коме и смерти. Организму нужно как минимум От 50 до 100 граммов углеводов в день, чтобы сэкономить белки тела и предотвратить кетоз.

Углеводы и здоровье

Продукты, богатые сложными углеводами, включая зерновые продукты; овощи; фрукты; а также фасоль, горох и чечевица содержат ценные витамины и минералы, а также содержат мало жира. помимо крахмала и пищевых волокон.Диета, богатая сложными углеводами из этих виды пищи предлагают много преимуществ для здоровья. Диета, богатая сложными углеводами, может помочь с контролем веса и предотвратить сердечные заболевания, рак, диабет и кишечник расстройства. По этим причинам диетические рекомендации рекомендуют диету, богатую зерном. продукты питания; овощи; фрукты и бобы, горох и чечевица.

Сахар был причиной многих проблем со здоровьем.Во время пищеварения все углеводы, кроме клетчатки, расщепляются на простые сахара. Сахар и крахмал встречаются в природе во многих продуктах питания, которые также содержат другие питательные вещества, такие как молоко, фрукты, овощи, хлеб, крупы и другие зерновые продукты. Добавленные сахара — это сахара, добавляемые в пищевые продукты при переработке. или подготовка. Организм не может отличить встречающиеся в природе сахара и добавлены сахара, потому что они одинаковы по химическому составу.Многие продукты, содержащие добавленные сахара обеспечивают калории, но могут содержать мало витаминов и минералов. В США основным источником добавленного сахара являются недиетические безалкогольные напитки. Сладости, конфеты, торты, печенье и хлебобулочные изделия также являются основными источниками добавленного сахара. Потребление большого количества продуктов высокое содержание добавленного сахара вызывает беспокойство, потому что эти продукты могут содержать лишние калории, которые способствовать увеличению веса или снижению потребления более питательной пищи.

И крахмалы, и простые сахара могут представлять опасность для кариеса зубов. Сахара и крахмалы во рту начинают расщепляться до простых сахаров. Бактерии во рту сбраживают сахар и производить кислоту, которая может растворять зубную эмаль. Соблюдайте гигиену полости рта после еды и закуски удаляют углеводы и сахар из зубов, которые могут привести к зубному разлагаться.

Рекомендуемое потребление углеводов

Диетические рекомендации рекомендуют от 45 до 65 процентов — или около половины дневной нормы калорий. — должны поступать из углеводной пищи.

Большинство углеводов должно поступать из таких продуктов, как хлеб; хлопья; зерна; овощи; фрукты; и фасоль, горох и чечевица.Молочные продукты также содержат углеводы в виде лактозы. Рекомендации по питанию побуждают людей выбирать диету с большим количеством фруктов, овощей, цельнозерновые и обезжиренные или нежирные молочные продукты. Диета согласно MyPlate Министерства сельского хозяйства США Plan может легко обеспечить рекомендуемое количество углеводов и клетчатки. рекомендуемые количества из каждой пищевой группы MyPlate Министерства сельского хозяйства США каждый день для эталонной диеты на 2000 калорий находятся:

  • 6 унций.зерен
  • 2 1/2 стакана овощей
  • 2 чашки фруктов
  • 3 стакана молочных продуктов
  • 5 1/2 унций. белковой пищи
  • 6 чайных ложек масла

Список литературы

Уитни, Э.Н. и Рольфес, С. (2015) Понимание питания , 14-е изд., Wadsworth, Cengage Learning, Бельмонт, Калифорния.

Министерство сельского хозяйства США. Диетические рекомендации для американцев на 2015-2020 годы . Доступно по адресу https://health.gov/dietaryguidelines/2015/guidelines/

.

Министерство сельского хозяйства США.Выберите MyPlate.gov. Доступно на сайте www.choosemyplate.gov

.
Была ли эта информация полезной?
ДА НЕТ

2.3 Биологические молекулы — Концепции биологии — 1-е канадское издание

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите, почему углерод имеет решающее значение для жизни
  • Объясните влияние незначительных изменений аминокислот на организмы
  • Опишите четыре основных типа биологических молекул
  • Понимать функции четырех основных типов молекул

Посмотрите видео о белках и белковых ферментах.

Большие молекулы, необходимые для жизни и состоящие из более мелких органических молекул, называются биологическими макромолекулами . Существует четыре основных класса биологических макромолекул (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), каждый из которых является важным компонентом клетки и выполняет широкий спектр функций. Вместе эти молекулы составляют большую часть массы клетки. Биологические макромолекулы являются органическими, что означает, что они содержат углерод. Кроме того, они могут содержать водород, кислород, азот, фосфор, серу и дополнительные второстепенные элементы.

Часто говорят, что жизнь «основана на углероде». Это означает, что атомы углерода, связанные с другими атомами углерода или другими элементами, образуют фундаментальные компоненты многих, если не большинства, молекул, уникальных для живых существ. Другие элементы играют важную роль в биологических молекулах, но углерод определенно квалифицируется как элемент «фундамент» для молекул в живых существах. Это связывающие свойства атомов углерода, которые ответственны за его важную роль.

Углерод содержит четыре электрона во внешней оболочке.Следовательно, он может образовывать четыре ковалентные связи с другими атомами или молекулами. Простейшая молекула органического углерода — метан (CH 4 ), в котором четыре атома водорода связаны с атомом углерода.

Рис. 2.12. Углерод может образовывать четыре ковалентные связи, образуя органическую молекулу. Самая простая молекула углерода — это метан (Ch5), изображенный здесь.

Однако более сложные конструкции изготавливаются с использованием углерода. Любой из атомов водорода можно заменить другим атомом углерода, ковалентно связанным с первым атомом углерода.Таким образом могут быть образованы длинные и разветвленные цепи углеродных соединений (рис. 2.13 a ). Атомы углерода могут связываться с атомами других элементов, таких как азот, кислород и фосфор (рис. 2.13 b ). Молекулы также могут образовывать кольца, которые сами могут связываться с другими кольцами (рис. 2.13 c ). Это разнообразие молекулярных форм объясняет разнообразие функций биологических макромолекул и в значительной степени основано на способности углерода образовывать множественные связи с самим собой и другими атомами.

Рис. 2.13. Эти примеры показывают три молекулы (обнаруженные в живых организмах), которые содержат атомы углерода, различным образом связанные с другими атомами углерода и атомами других элементов. (а) Эта молекула стеариновой кислоты имеет длинную цепочку атомов углерода. (б) Глицин, компонент белков, содержит атомы углерода, азота, кислорода и водорода. (c) Глюкоза, сахар, имеет кольцо из атомов углерода и один атом кислорода.

Углеводы — это макромолекулы, с которыми большинство потребителей в некоторой степени знакомо.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «нагружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы убедиться, что у них 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. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы можно представить 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. Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (моно- = «один»; sacchar- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза.В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до шести. Большинство названий моносахаридов оканчиваются суффиксом -ose. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и гексозы (шесть атомов углерода).

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевой форме.

Химическая формула глюкозы: C 6 H 12 O 6 .У большинства живых существ 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 в процессе фотосинтеза, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыток синтезированной глюкозы часто хранится в виде крахмала, который расщепляется другими организмами, которые питаются растениями.

Галактоза (входит в состав лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержится 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 атомов в углеродной цепи. .

Рис. 2.14. Глюкоза, галактоза и фруктоза — изомерные моносахариды, что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но немного разные структуры.

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (реакции, при которой происходит удаление молекулы воды).Во время этого процесса гидроксильная группа (–ОН) одного моносахарида соединяется с атомом водорода другого моносахарида, высвобождая молекулу воды (H 2 O) и образуя ковалентную связь между атомами в двух молекулах сахара.

Общие дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. 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.

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

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы).Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы откладывается в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал, который потребляется животными, расщепляется на более мелкие молекулы, такие как глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

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 снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы.

Целлюлоза — один из самых распространенных природных биополимеров. Клеточные стенки растений в основном состоят из целлюлозы, которая обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны связями между определенными атомами углерода в молекуле глюкозы.

Каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе переворачивается и плотно упаковывается в виде вытянутых длинных цепей.Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток. Целлюлоза, проходящая через нашу пищеварительную систему, называется пищевыми волокнами. Хотя связи глюкозы и глюкозы в целлюлозе не могут быть разрушены пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, буйволы и лошади, способны переваривать траву, богатую целлюлозой, и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу.В аппендиксе также содержатся бактерии, которые расщепляют 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.

Углеводы выполняют другие функции у разных животных. У членистоногих, таких как насекомые, пауки и крабы, есть внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела. Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы , хитина , азотистого углевода.Он состоит из повторяющихся единиц модифицированного сахара, содержащего азот.

Таким образом, из-за различий в молекулярной структуре углеводы могут выполнять самые разные функции хранения энергии (крахмал и гликоген), а также структурной поддержки и защиты (целлюлоза и хитин).

Рис. 2.15. Хотя их структура и функции различаются, все полисахаридные углеводы состоят из моносахаридов и имеют химическую формулу (Ch3O) n.

Зарегистрированный диетолог: ожирение является проблемой для здоровья 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 пищевые продукты и программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для профилактики и лечения заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом 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 другой смежной области. Кроме того, зарегистрированные диетологи должны пройти программу стажировки под присмотром и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в химии и функциях пищи (белков, углеводов и жиров).

Через призму коренных народов (Сюзанна Вилкерсон и Чарльз Мольнар)

Я работаю в колледже Камосун, расположенном в прекрасной Виктории, Британская Колумбия, с кампусами на традиционных территориях народов леквунгенов и васаней. Подземная луковица для хранения цветка камас, показанная ниже, была важным источником пищи для многих коренных народов острова Ванкувер и всей западной части Северной Америки. Луковицы камас по-прежнему употребляются в пищу как традиционный источник пищи, и приготовление луковиц камас относится к этому текстовому разделу об углеводах.

Рис. 2.16 Изображение синего цветка камас и насекомого-опылителя. Подземная лампочка камаса запекается в костре. Тепло действует как фермент панкреатическая амилаза и расщепляет длинные цепи неперевариваемого инулина на усвояемые моно- и дисахариды.

Чаще всего растения вырабатывают крахмал как запасенную форму углеводов. Некоторые растения, например камас, создают инулин. Инулин используется в качестве пищевых волокон, однако он не переваривается людьми. Если бы вы откусили сырую луковицу камаса, она была бы горькой и имела липкую консистенцию.Метод, используемый коренными народами для приготовления удобоваримых и вкусных камас, заключается в медленном запекании луковиц в течение длительного периода в подземной чаше для костра, покрытой особыми листьями и почвой. Тепло действует как фермент амилаза поджелудочной железы и расщепляет длинные цепи инулина на легкоусвояемые моно- и дисахариды.

Правильно запеченные луковицы камас по вкусу напоминают сочетание печеной груши и вареного инжира. Важно отметить, что, хотя синие камы являются источником пищи, их не следует путать с белыми камасами смерти, которые особенно токсичны и смертельны.Цветки выглядят по-разному, но луковицы очень похожи.

Липиды включают разнообразную группу соединений, которые объединены общим признаком. Липиды гидрофобны («водобоязненные») или нерастворимы в воде, потому что они неполярные молекулы. Это потому, что они являются углеводородами, которые включают только неполярные углерод-углеродные или углерод-водородные связи. Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде липидов, называемых , жирами .Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды. Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими из-за их водоотталкивающих свойств. Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и важной составляющей плазматической мембраны. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Рис. 2.17. Гидрофобные липиды в мехе водных млекопитающих, таких как речная выдра, защищают их от непогоды.

Молекула жира, такая как триглицерид, состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот.Глицерин — это органическое соединение с тремя атомами углерода, пятью атомами водорода и тремя гидроксильными (–OH) группами. Жирные кислоты имеют длинную цепь углеводородов, к которой присоединена кислая карбоксильная группа, отсюда и название «жирная кислота». Количество атомов углерода в жирной кислоте может составлять от 4 до 36; наиболее распространены те, которые содержат 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирная кислота присоединена к каждому из трех атомов кислорода в -ОН-группах молекулы глицерина ковалентной связью.

Фигура 2.18 Липиды включают жиры, такие как триглицериды, которые состоят из жирных кислот и глицерина, фосфолипидов и стероидов.

Во время образования этой ковалентной связи высвобождаются три молекулы воды. Три жирные кислоты в жире могут быть похожими или разными. Эти жиры также называются триглицеридами , потому что они содержат три жирные кислоты. Некоторые жирные кислоты имеют общие названия, указывающие на их происхождение. Например, пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота, получают из пальмы.Арахидовая кислота получена из Arachis hypogaea , научного названия арахиса.

Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. В цепи жирной кислоты, если есть только одинарные связи между соседними атомами углерода в углеводородной цепи, жирная кислота является насыщенной. Насыщенные жирные кислоты насыщены водородом; другими словами, количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально.

Когда углеводородная цепь содержит двойную связь, жирная кислота представляет собой ненасыщенную жирную кислоту .

Большинство ненасыщенных жиров являются жидкими при комнатной температуре и называются маслами . Если в молекуле есть одна двойная связь, то он известен как мононенасыщенный жир (например, оливковое масло), а если имеется более одной двойной связи, то он известен как полиненасыщенный жир (например, масло канолы).

Насыщенные жиры плотно упаковываются и остаются твердыми при комнатной температуре. Животные жиры со стеариновой кислотой и пальмитиновой кислотой, содержащиеся в мясе, и жир с масляной кислотой, содержащиеся в масле, являются примерами насыщенных жиров.Млекопитающие хранят жиры в специализированных клетках, называемых адипоцитами, где жировые шарики занимают большую часть клетки. У растений жир или масло хранятся в семенах и используются в качестве источника энергии во время эмбрионального развития.

Ненасыщенные жиры или масла обычно растительного происхождения и содержат ненасыщенные жирные кислоты. Двойная связь вызывает изгиб или «перегиб», который препятствует плотной упаковке жирных кислот, сохраняя их в жидком состоянии при комнатной температуре. Оливковое масло, кукурузное масло, масло канолы и жир печени трески являются примерами ненасыщенных жиров.Ненасыщенные жиры помогают повысить уровень холестерина в крови, тогда как насыщенные жиры способствуют образованию бляшек в артериях, что увеличивает риск сердечного приступа.

В пищевой промышленности масла искусственно гидрогенизируются для придания им полутвердого состояния, что приводит к меньшей порче и увеличению срока хранения. Проще говоря, газообразный водород пропускают через масла, чтобы отвердить их. Во время этого процесса гидрирования двойные связи цис -конформации в углеводородной цепи могут быть преобразованы в двойные связи в транс- -конформации.Это образует транс -жир из цис- -жира. Ориентация двойных связей влияет на химические свойства жира.

Рис. 2.19. В процессе гидрогенизации ориентация двойных связей изменяется, в результате чего из цис-жира образуется трансжир. Это изменяет химические свойства молекулы.

Маргарин, некоторые виды арахисового масла и шортенинг являются примерами искусственно гидрогенизированных транс -жиров. Недавние исследования показали, что увеличение транс--жиров в рационе человека может привести к увеличению уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или «плохого» холестерина, что, в свою очередь, может привести к отложению бляшек в организме человека. артерии, что приводит к болезни сердца.Многие рестораны быстрого питания недавно отказались от использования транс -жиров, и теперь в США на этикетках пищевых продуктов требуется указывать содержание транс -жиров.

Незаменимые жирные кислоты — это жирные кислоты, которые необходимы, но не синтезируются человеческим организмом. Следовательно, их необходимо дополнять с помощью диеты. Жирные кислоты омега-3 относятся к этой категории и являются одной из двух известных незаменимых жирных кислот для человека (другая — жирные кислоты омега-6).Они представляют собой тип полиненасыщенных жиров и называются омега-3 жирными кислотами, потому что третий углерод на конце жирной кислоты участвует в двойной связи.

Лосось, форель и тунец являются хорошими источниками жирных кислот омега-3. Жирные кислоты омега-3 важны для работы мозга, нормального роста и развития. Они также могут предотвратить сердечные заболевания и снизить риск рака.

Как и углеводы, жиры получили широкую огласку. Это правда, что чрезмерное употребление жареной и другой «жирной» пищи приводит к увеличению веса.Однако жиры выполняют важные функции. Жиры служат долгосрочным накопителем энергии. Они также обеспечивают изоляцию тела. Поэтому «здоровые» ненасыщенные жиры в умеренных количествах следует употреблять регулярно.

Фосфолипиды являются основным компонентом плазматической мембраны. Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, прикрепленных к глицерину или подобной основной цепи. Однако вместо трех жирных кислот есть две жирные кислоты, а третий углерод глицериновой основы связан с фосфатной группой.Фосфатная группа модифицируется добавлением спирта.

Фосфолипид имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки. Цепи жирных кислот гидрофобны и исключают себя из воды, тогда как фосфат гидрофильный и взаимодействует с водой.

Клетки окружены мембраной, которая имеет бислой фосфолипидов. Жирные кислоты фосфолипидов обращены внутрь, в сторону от воды, тогда как фосфатная группа может быть обращена либо к внешней среде, либо к внутренней части клетки, которые оба являются водными.

Взгляд коренных народов

Для первых народов Тихоокеанского Северо-Запада богатый жиром рыбный оолиган с 20% жира от веса тела был важной частью рациона нескольких коренных народов. Почему? Поскольку жир является наиболее калорийной пищей, и наличие компактного высококалорийного источника энергии, способного хранить, было бы важным для выживания. Характер жира также сделал его важным товаром. Как и лосось, оолиган возвращается в свое русло после долгих лет в море. Его прибытие ранней весной сделало его первым свежим продуктом в году.В цимшианских языках прибытие оолигана… традиционно объявлялось криком «Хлаа ат’иксши халимутхв!»… Что означало: «Наш Спаситель только что прибыл!»

Рисунок 2.20 Изображение приготовленного оолигана. Эта жирная рыба с содержанием жира 20% от веса тела является важной частью диеты коренных народов.

Как вы уже узнали, все жиры гидрофобны (ненавидят воду). Чтобы отделить жир, рыбу отваривают, а плавающий жир снимают. Жировой состав улигана состоит из 30% насыщенных жиров (например, сливочного масла) и 55% мононенасыщенных жиров (например, растительных масел).Важно отметить, что это твердая смазка при комнатной температуре. Поскольку в нем мало полиненасыщенных жиров (которые быстро окисляются и портятся), его можно хранить для дальнейшего использования и использовать в качестве предмета торговли. Считается, что его состав делает его таким же полезным, как оливковое масло, или лучше, поскольку он содержит жирные кислоты омега-3, которые снижают риск диабета и инсульта. Он также богат тремя жирорастворимыми витаминами A, E и K.

Стероиды и воски

В отличие от фосфолипидов и жиров, обсуждавшихся ранее, стероиды имеют кольцевую структуру.Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, потому что они также гидрофобны. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, а некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост.

Холестерин — стероид. Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол. Он также является предшественником витаминов Е и К. Холестерин является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в расщеплении жиров и их последующем усвоении клетками.Хотя о холестерине часто говорят отрицательно, он необходим для правильного функционирования организма. Это ключевой компонент плазматических мембран клеток животных.

Воски состоят из углеводородной цепи со спиртовой (–OH) группой и жирной кислотой. Примеры восков животного происхождения включают пчелиный воск и ланолин. У растений также есть воск, например покрытие на листьях, которое помогает предотвратить их высыхание.

Концепция в действии


Чтобы получить дополнительную информацию о липидах, изучите «Биомолекулы: Липиды» с помощью этой интерактивной анимации.

Белки являются одними из наиболее распространенных органических молекул в живых системах и обладают самым разнообразным набором функций среди всех макромолекул. Белки могут быть структурными, регуляторными, сократительными или защитными; они могут служить для транспортировки, хранения или перепонки; или они могут быть токсинами или ферментами. Каждая клетка живой системы может содержать тысячи различных белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структуры, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры аминокислот, расположенных в линейной последовательности.

Функции белков очень разнообразны, потому что существует 20 различных химически различных аминокислот, которые образуют длинные цепи, и аминокислоты могут быть в любом порядке. Например, белки могут функционировать как ферменты или гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно являются белками. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Ферменты могут разрушать молекулярные связи, переупорядочивать связи или образовывать новые связи.Примером фермента является амилаза слюны, которая расщепляет амилозу, компонент крахмала.

Гормоны представляют собой химические сигнальные молекулы, обычно белки или стероиды, секретируемые эндокринной железой или группой эндокринных клеток, которые действуют, чтобы контролировать или регулировать определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который поддерживает уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу.Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции или денатурации (более подробно это будет обсуждаться позже). Все белки состоят из 20 одних и тех же аминокислот по-разному.

Аминокислоты — это мономеры, из которых состоят белки.Каждая аминокислота имеет одинаковую фундаментальную структуру, которая состоит из центрального атома углерода, связанного с аминогруппой (–NH 2 ), карбоксильной группы (–COOH) и атома водорода. Каждая аминокислота также имеет другой вариабельный атом или группу атомов, связанных с центральным атомом углерода, известную как группа R. Группа R — единственное различие в структуре между 20 аминокислотами; в остальном аминокислоты идентичны.

Рис. 2.21. Аминокислоты состоят из центрального углерода, связанного с аминогруппой (–Nh3), карбоксильной группой (–COOH) и атомом водорода.Четвертая связь центрального углерода варьируется среди различных аминокислот, как видно из этих примеров аланина, валина, лизина и аспарагиновой кислоты.

Химическая природа группы R определяет химическую природу аминокислоты в ее белке (то есть, является ли она кислотной, основной, полярной или неполярной).

Последовательность и количество аминокислот в конечном итоге определяют форму, размер и функцию белка. Каждая аминокислота присоединена к другой аминокислоте ковалентной связью, известной как пептидная связь, которая образуется в результате реакции дегидратации.Карбоксильная группа одной аминокислоты и аминогруппа второй аминокислоты объединяются, высвобождая молекулу воды. Полученная связь представляет собой пептидную связь.

Продукты, образованные такой связью, называются полипептидами . Хотя термины полипептид и белок иногда используются взаимозаменяемо, полипептид технически представляет собой полимер аминокислот, тогда как термин белок используется для полипептида или полипептидов, которые объединились вместе, имеют различную форму и имеют уникальную функцию.

Эволюция в действии

Эволюционное значение цитохрома c Цитохром c является важным компонентом молекулярного механизма, который собирает энергию из глюкозы. Поскольку роль этого белка в производстве клеточной энергии имеет решающее значение, за миллионы лет он очень мало изменился. Секвенирование белков показало, что существует значительное сходство последовательностей между молекулами цитохрома с разных видов; эволюционные отношения можно оценить путем измерения сходства или различий между белковыми последовательностями различных видов.

Например, ученые определили, что цитохром с человека содержит 104 аминокислоты. Для каждой молекулы цитохрома с, которая к настоящему времени была секвенирована у разных организмов, 37 из этих аминокислот находятся в одном и том же положении в каждом цитохроме с. Это указывает на то, что все эти организмы произошли от общего предка. При сравнении последовательностей белков человека и шимпанзе различий в последовательностях не обнаружено. При сравнении последовательностей человека и макаки-резуса было обнаружено единственное различие в одной аминокислоте.Напротив, сравнение человека и дрожжей показывает разницу в 44 аминокислотах, предполагая, что люди и шимпанзе имеют более недавнего общего предка, чем люди и макака-резус или люди и дрожжи.

Структура белка

Как обсуждалось ранее, форма белка имеет решающее значение для его функции. Чтобы понять, как белок приобретает свою окончательную форму или конформацию, нам необходимо понять четыре уровня структуры белка: первичный, вторичный, третичный и четвертичный .

Уникальная последовательность и количество аминокислот в полипептидной цепи — это ее первичная структура. Уникальная последовательность каждого белка в конечном итоге определяется геном, кодирующим этот белок. Любое изменение в последовательности гена может привести к добавлению другой аминокислоты к полипептидной цепи, вызывая изменение структуры и функции белка. При серповидно-клеточной анемии β-цепь гемоглобина имеет единственную аминокислотную замену, вызывающую изменение как структуры, так и функции белка.Что наиболее примечательно, так это то, что молекула гемоглобина состоит из двух альфа-цепей и двух бета-цепей, каждая из которых состоит примерно из 150 аминокислот. Таким образом, молекула содержит около 600 аминокислот. Структурное различие между нормальной молекулой гемоглобина и молекулой серповидноклеточных клеток, которое резко снижает продолжительность жизни у пораженных людей, заключается в одной аминокислоте из 600.

Из-за этого изменения одной аминокислоты в цепи обычно двояковогнутые или дискообразные эритроциты принимают форму полумесяца или «серпа», что закупоривает артерии.Это может привести к множеству серьезных проблем со здоровьем, таких как одышка, головокружение, головные боли и боли в животе у людей, страдающих этим заболеванием.

Образцы сворачивания, возникающие в результате взаимодействий между частями аминокислот, не относящихся к R-группам, приводят к вторичной структуре белка. Наиболее распространены альфа (α) -спиральные и бета (β) -пластинчатые листовые структуры. Обе структуры удерживаются в форме водородными связями. В альфа-спирали связи образуются между каждой четвертой аминокислотой и вызывают поворот аминокислотной цепи.

В β-складчатом листе «складки» образованы водородными связями между атомами в основной цепи полипептидной цепи. Группы R прикреплены к атомам углерода и проходят выше и ниже складок складки. Гофрированные сегменты выровнены параллельно друг другу, а водородные связи образуются между одинаковыми парами атомов на каждой из выровненных аминокислот. Структуры α-спирали и β-складчатых листов обнаруживаются во многих глобулярных и волокнистых белках.

Уникальная трехмерная структура полипептида известна как его третичная структура.Эта структура вызвана химическим взаимодействием между различными аминокислотами и участками полипептида. Прежде всего, взаимодействия между группами R создают сложную трехмерную третичную структуру белка. Могут быть ионные связи, образованные между группами R на разных аминокислотах, или водородные связи, помимо тех, которые участвуют во вторичной структуре. Когда происходит сворачивание белка, гидрофобные группы R неполярных аминокислот лежат внутри белка, тогда как гидрофильные группы R лежат снаружи.Первые типы взаимодействий также известны как гидрофобные взаимодействия.

В природе некоторые белки образованы из нескольких полипептидов, также известных как субъединицы, и взаимодействие этих субъединиц образует четвертичную структуру. Слабые взаимодействия между субъединицами помогают стабилизировать общую структуру. Например, гемоглобин представляет собой комбинацию четырех полипептидных субъединиц.

Рис. 2.22 На этих иллюстрациях можно увидеть четыре уровня белковой структуры.

Каждый белок имеет свою уникальную последовательность и форму, удерживаемую химическими взаимодействиями.Если белок подвержен изменениям температуры, pH или воздействию химикатов, структура белка может измениться, потеряв свою форму в результате так называемой денатурации , как обсуждалось ранее. Денатурация часто обратима, потому что первичная структура сохраняется, если денатурирующий агент удаляется, позволяя белку возобновить свою функцию. Иногда денатурация необратима, что приводит к потере функции. Один из примеров денатурации белка можно увидеть, когда яйцо жарят или варят.Белок альбумина в жидком яичном белке денатурируется при помещении на горячую сковороду, превращаясь из прозрачного вещества в непрозрачное белое вещество. Не все белки денатурируются при высоких температурах; например, бактерии, которые выживают в горячих источниках, имеют белки, адаптированные для работы при этих температурах.

Концепция в действии

Чтобы получить дополнительную информацию о белках, изучите «Биомолекулы: Белки» с помощью этой интерактивной анимации.

Нуклеиновые кислоты являются ключевыми макромолекулами в непрерывной жизни.Они несут генетический план клетки и несут инструкции для функционирования клетки.

Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК) . ДНК — это генетический материал, содержащийся во всех живых организмах, от одноклеточных бактерий до многоклеточных млекопитающих.

Другой тип нуклеиновой кислоты, РНК, в основном участвует в синтезе белка. Молекулы ДНК никогда не покидают ядро, а вместо этого используют посредника РНК для связи с остальной частью клетки.Другие типы РНК также участвуют в синтезе белка и его регуляции.

ДНК и РНК состоят из мономеров, известных как нуклеотидов . Нуклеотиды объединяются друг с другом с образованием полинуклеотида, ДНК или РНК. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного (пятиуглеродного) сахара и фосфатной группы. Каждое азотистое основание в нуклеотиде присоединено к молекуле сахара, которая присоединена к фосфатной группе.

Рис. 2.23. Нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного сахара и фосфатной группы. ДНК

имеет двойную спиральную структуру. Он состоит из двух цепей или полимеров нуклеотидов. Нити образованы связями между фосфатными и сахарными группами соседних нуклеотидов. Нити связаны друг с другом в своих основаниях водородными связями, и нити наматываются друг на друга по своей длине, отсюда и описание «двойной спирали», что означает двойную спираль.

Рис. 2.24. Химическая структура ДНК с цветной меткой, обозначающей четыре основания, а также фосфатный и дезоксирибозный компоненты основной цепи.

Чередующиеся сахарные и фосфатные группы лежат на внешней стороне каждой цепи, образуя основу ДНК. Азотистые основания сложены внутри, как ступени лестницы, и эти основания соединяются в пару; пары связаны друг с другом водородными связями. Основания спариваются таким образом, чтобы расстояние между скелетами двух цепей было одинаковым по всей длине молекулы. Правило состоит в том, что нуклеотид A соединяется с нуклеотидом T, а G — с C, см. Раздел 9.1 для более подробной информации.

Живые существа основаны на углероде, потому что углерод играет такую ​​важную роль в химии живых существ. Четыре позиции ковалентной связи атома углерода могут дать начало широкому разнообразию соединений с множеством функций, что объясняет важность углерода для живых существ. Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки, обеспечивают структурную поддержку многих организмов и могут быть обнаружены на поверхности клетки в качестве рецепторов или для распознавания клеток.Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды, в зависимости от количества мономеров в молекуле.

Липиды — это класс макромолекул, неполярных и гидрофобных по природе. Основные типы включают жиры и масла, воски, фосфолипиды и стероиды. Жиры и масла представляют собой запасенную форму энергии и могут включать триглицериды. Жиры и масла обычно состоят из жирных кислот и глицерина.

Белки — это класс макромолекул, которые могут выполнять широкий спектр функций для клетки.Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков являются аминокислоты. Белки организованы на четырех уровнях: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры, pH или химического воздействия, может привести к денатурации белка и потере функции.

Нуклеиновые кислоты — это молекулы, состоящие из повторяющихся единиц нуклеотидов, которые управляют клеточной деятельностью, такой как деление клеток и синтез белка.Каждый нуклеотид состоит из пентозного сахара, азотистого основания и фосфатной группы. Есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК.

аминокислота: мономер протеина

углевод: биологическая макромолекула, в которой соотношение углерода, водорода и кислорода составляет 1: 2: 1; углеводы служат источниками энергии и структурной поддержкой в ​​клетках

целлюлоза: полисахарид, который составляет клеточные стенки растений и обеспечивает структурную поддержку клетки

хитин: вид углеводов, образующих внешний скелет членистоногих, таких как насекомые и ракообразные, и клеточные стенки грибов

денатурация: потеря формы белка в результате изменений температуры, pH или воздействия химических веществ

дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК): двухцепочечный полимер нуклеотидов, несущий наследственную информацию клетки

дисахарид: два мономера сахара, которые связаны между собой пептидной связью

фермент : катализатор биохимической реакции, который обычно представляет собой сложный или конъюгированный белок

жир: липидная молекула, состоящая из трех жирных кислот и глицерина (триглицерида), которая обычно существует в твердой форме при комнатной температуре

гликоген: запасной углевод у животных

гормон: химическая сигнальная молекула, обычно белок или стероид, секретируемая эндокринной железой или группой эндокринных клеток; действия по контролю или регулированию определенных физиологических процессов

липиды: класс макромолекул, неполярных и нерастворимых в воде

макромолекула: большая молекула, часто образованная полимеризацией более мелких мономеров

моносахарид: отдельная единица или мономер углеводов

нуклеиновая кислота: биологическая макромолекула, которая несет генетическую информацию клетки и несет инструкции для функционирования клетки

нуклеотид: мономер нуклеиновой кислоты; содержит пентозный сахар, фосфатную группу и азотистое основание

масло: ненасыщенный жир, являющийся жидкостью при комнатной температуре

фосфолипид: основной компонент мембран клеток; состоит из двух жирных кислот и фосфатной группы, присоединенной к основной цепи глицерина

полипептид: длинная цепь аминокислот, связанных пептидными связями

полисахарид: длинная цепь моносахаридов; могут быть разветвленными и неразветвленными

белок: биологическая макромолекула, состоящая из одной или нескольких цепочек аминокислот

рибонуклеиновая кислота (РНК): одноцепочечный полимер нуклеотидов, участвующий в синтезе белка

насыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород с одинарными ковалентными связями в углеродной цепи; количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально

крахмал: запасной углевод в растениях

стероид: тип липида, состоящего из четырех конденсированных углеводородных колец

транс-жиры: форма ненасыщенного жира с атомами водорода, соседствующими с двойной связью, напротив друг друга, а не на одной стороне двойной связи

триглицерид: молекула жира; состоит из трех жирных кислот, связанных с молекулой глицерина

ненасыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород, имеющий одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи

Атрибуция СМИ

Питательные вещества и их функции

Большинство питательных веществ выполняют несколько функций, и все они необходимы и доступны из продуктов основных групп продуктов питания.Мы можем перечислить их функции в следующих категориях:

Питательные вещества, которые создают и поддерживают клетки тела

  • Белки
  • Минеральные элементы
  • Вода
  • Жиры
  • Углеводы

Питательные вещества, регулирующие функции организма

  • Вода
  • Витамины
  • Минеральные элементы
  • Углеводы, включая клетчатку

Питательные вещества, обеспечивающие энергию

  • Жиры
  • Углеводы (крахмалы и сахара)
  • Белки

Калорий
Количество калорий, которые вы потребляете каждый день, является наиболее важным фактором при определении того, прибавляете ли вы в весе или худеете — даже более важно, чем состав (жиры vs.углеводы по сравнению с белком) этих калорий. Ваше тело начнет сжигать мышечную ткань — забирая аминокислоты из кровотока и мышц для получения энергии — если вы войдете в катаболическое состояние. Потребление достаточного количества калорий и белка во время регулярных тренировок обеспечит антикатаболическое (анаболическое) состояние — предпочтительную среду для роста мышц.

Углеводы
Как спортсмен, углеводы являются основными питательными веществами, дающими энергию. Все, что вы делаете в жизни, требует определенного количества углеводов, сна, учебы, дыхания и тренировок.Спортсмены, которые действительно хотят стать лидером, не остановятся ни перед чем, чтобы получить максимальную отдачу от потребляемых продуктов, и, таким образом, сделают мудрый выбор в отношении того, какой тип углеводов они едят.

Не все углеводы одинаковы. Углеводы — это просто научное название сахара. Сахар — это не просто кристаллический белый компонент, который вы добавляете в чай ​​или кофе по утрам. Фрукт, яблоко — тоже сахар. Сахар, который вы покупаете в продуктовом магазине, столовый сахар, представляет собой простую форму сахара, а яблоко — сложную форму сахара.Белый кристаллический столовый сахар — это небольшая цепочка, состоящая из двух молекул (простой углевод). Поскольку столовый сахар должен разрушить только две химические связи, он быстро расщепляется и всасывается. Яблоко, однако, немного сложнее — оно состоит из большего количества химических звеньев, и поэтому вашему организму требуется больше времени, чтобы его расщепить. Сахара с большим количеством звеньев в цепи называются сложными углеводами.

Откажитесь от простых углеводов в пользу сложных углеводов; Фактически, диетологи рекомендуют вам включать в свой рацион в пять раз больше сложных углеводов, чем простых, хотя большинство американцев потребляют примерно равное количество.

Съешьте шоколадный батончик, и вы испытаете «сахарный прилив», а через 30-45 минут почувствуете вялость. Съешьте яблоко или сладкий картофель, и вы будете чувствовать себя заряженными на несколько часов. Отличие этих закусок в том, что шоколадный батончик содержит рафинированные обработанные простые сахара, а яблоки и сладкий картофель содержат натуральные необработанные углеводы. Когда простые сахара попадают в ваш кровоток, они поступают быстро и в большом количестве, они уже похожи на глюкозу — форму углеводов, используемых для получения энергии.Ваша поджелудочная железа вырабатывает инсулин и быстро поглощает сахар в хранилище; так быстро, что углеводов становится меньше, чем до того, как вы съели шоколадный батончик. Это называется сахарным крахом или инсулиновой реакцией. Сложные углеводы медленно превращаются в глюкозу и поэтому медленно усваиваются, что позволяет использовать более постоянный запас энергии.

Однако углеводы — это не «бесплатная пища», как многие полагают. Это правда, что углеводы содержат меньше калорий, чем жиры, но они могут легко сохраняться в виде жира, если потребляются чрезмерно.

Белки
Белки получили свое название от греческого языка и означают «занять первое место». В качестве питательных веществ они активно строят живую азотистую ткань, они являются строительными блоками для всех тканей человека; если вы их не едите, вы не поправитесь и не восстановитесь после тяжелых тренировок. Легко и просто. Однако это не означает, что чем больше вы едите, тем больше вы восстанавливаетесь / растете. Баланс — залог правильного спортивного питания. Ваше тело может усвоить и усвоить только 30-40 граммов качественного белка за один прием пищи.Если вы потребляете больше белка или любого макроэлемента, чем может использовать ваше тело, это создаст ненужную нагрузку на вашу пищеварительную систему, а также в конечном итоге будет накапливаться в виде избыточной энергии / жира. Чтобы белок работал правильно, он должен быть полноценным, в нем должны присутствовать все незаменимые аминокислоты.

Потребление большего количества белка, чем может усвоить ваш организм, может привести к увеличению накопления жира. Ваша печень фактически превращает избыток белка в жир. Чрезмерное потребление белка в течение длительного периода времени также может увеличить образование высокотоксичного аммиака, называемого мочевиной.Поскольку мочевина в вашем организме должна выводиться из организма, переизбыток мочевины создает нагрузку на вашу печень и почки и часто вызывает форму артрита, известную как подагра.

Жиры
Жиры должны составлять очень небольшой процент всего вашего рациона, 15 процентов или меньше. Но, тем не менее, жиры необходимы, и вам не следует придерживаться обезжиренной диеты, лучше придерживаться диеты с низким содержанием жиров. Избегайте насыщенных жиров, как если бы они были раком (потому что именно эти жиры вызывают рак и сердечно-сосудистые заболевания).Лучшие жиры — это сырые масла на растительной основе (оливковое, рапсовое, сафлоровое и льняное).

Восстановительный прием пищи после тренировки
Недавние исследования показывают, что правильно составленный прием пищи после тренировки может ограничить катаболические эффекты высокоинтенсивных тренировок и ускорить время восстановления. Исследователи рекомендуют съесть быстро усваиваемую пищу с высоким содержанием белка и углеводов в течение сорока пяти минут после (когда мышцы особенно восприимчивы к питательным веществам и приток крови к тренируемым мышцам остается высоким) и еще раз через два часа после обучение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *