Что такое углеводы?

Норма и последствия отклонения

Необходимая норма глюкозы в организме – 3,4-6,2 ммоль/л. При любых отклонениях от допустимых границ могут возникнуть тяжелые расстройства.

При дефиците инсулина – гормона, вырабатываемого поджелудочной железой, вещество не усваивается в организме, не проникает в клетки и концентрируется в кровеносной системе. Это приводит к голоданию клеточных структур и их гибели. Данное состояние является серьезной патологией, и в медицине называется сахарным диабетом.

При несбалансированном рационе, длительных диетах, а также под влиянием некоторых заболеваний, и у человека может понизиться уровень сахара в крови. Это грозит ухудшением умственных способностей, анемией, а также развитием гипогликемии. Недостаток сахара негативно отражается на функционировании мозга, а также пагубно влияет на работу всего организма.

Излишки вещества, проникая в кровеносное русло, отрицательно воздействуют на сосуды, что влечет за собой ухудшение функций жизненно важных органов. Впоследствии это может привести к появлению атеросклероза, сердечной недостаточности, слепоты, патологии почек.

Именно поэтому употреблять глюкозосодержащие продукты следует, придерживаясь допустимой нормы.

Получение

Большое количество виноградного сахара находится в растительности, в частности плодах и листьях. Поэтому вещество можно потреблять непосредственно из фруктов и ягод. Глюкоза – конечный продукт фотосинтеза:

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ – Q.

В промышленности соединение выделяют путём гидролиза полисахаридов. Начальными продуктами являются картофельный или зерновой крахмал, а также целлюлоза. В разбавленное водой сырьё добавляют горячий раствор серной или соляной кислоты. Полученную смесь нагревают до полного распада полисахаридов:

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O (t°, H₂SO₄) → nC₆H₁₂O₆.

Кислоту нейтрализуют мелом или фарфором, после чего раствор фильтруют и выпаривают. Образовавшиеся кристаллы – глюкоза.

Рис. 2. Схема получения глюкозы.

В лабораториях декстрозу выделяют из формальдегида в присутствии катализатора – Ca(OH)₂:

6H-CH=O → C₆H₁₂O₆.

В пищеварительном тракте полисахариды, полученные с пищей, быстро расщепляются на фруктозу и глюкозу, которые участвуют в клеточном метаболизме.

Роль витамина С в организме человека

В среднем, человеческому организму требуется около 80 мг аскорбиновой кислоты в сутки, тогда как суточная потребность в остальных витаминах существенно ниже. Почему? Да потому, что витамин С нормализует обмен углеводов, жиров и белков, повышает иммунную защиту, стимулирует образование антител, красных кровяных телец и в меньшей степени – белых.

Аскорбиновая кислота принимает участие более чем в 300 биологических процессах в организме. Из них особенно можно выделить синтез коллагена – белка, образующего соединительную ткань, которая «цементирует» межклеточное пространство. Коллаген участвует в формировании тканей, костей, кожи, сухожилий, связок, хрящей, зубов и др. Он защищает организм от болезней и инфекций и ускоряет заживление ран.

Что еще лежит в зоне ответственности витамина С

Аскорбиновая кислота является важной составляющей синтеза гормонов надпочечниками. При стрессе надпочечники начинают испытывать недостаток этого витамина

Помимо этого, он принимает участие в производстве холестерина и его преобразовании в желчь. Аскорбиновая кислота необходима для нормальной работы нейротрансмиттеров в головном мозге. Она преобразует триптофан в серотонин, тирозин в дофамин и адреналин.

Недостаток витамина С может отрицательным образом сказаться на работе всех органов и систем организма, вызывая боль в мышцах, слабость, вялость, апатию, гипотонию, нарушение работы органов ЖКТ, сухость кожи, боль в сердце, выпадение зубов и др.

Совет 4: Что нужно знать, прежде чем садиться на диету

Основный посыл большинства строгих диет – “прекратите передать и будет вам счастье”! Попробуйте разобраться в механизмах вашего организма и худейте с умом!

Что нужно знать, прежде чем садиться на диету

Отличие сахара от сахарозы

Сахароза и сахар – слова синонимы, под одним подразумевают другое. Разница состоит в том, что первое вещество сложный натуральный углевод, второе получено промышленным путем.

Сахар – это органическое вещество, на 99% та же сахароза, добытая из растительного сырья. Остальная часть состоит из различных примесей – продуктов переработки. В желтом свекольном и коричневом тростниковом дисахариде есть некоторые минералы.

Рафинированный белый сахар содержит больше сахарозы меньше примесей. К этому стремятся производители сладкого продукта. Его питательные и вкусовые свойства определяет сахароза.

Производство ее в чистом виде дорогостоящее и экономически не оправданно. Она также имеет кристаллическую структуру, похожа на сахар, не имеет примесей. Аналогично хорошо плавится, превращаясь в карамель, отлично растворяется в воде.

Все большую популярность приобретает глюкозно-фруктозный сироп. Это жидкий сахар, который изготовляют из крахмала, преимущественно кукурузного.

Натуральный сахар состоит из равных частей глюкозы и фруктозы. Технология производства сиропа это соотношение изменяет в сторону увеличения количества глюкозы. Так регулируется уровень его сладости. Он не имеет примесей.

Продукты, содержащие сложные углеводы

Углеводы – это неотъемлемая часть нашего питания, и хотя они являются чаще всего причиной набора лишнего веса, вычеркивать их из нашего рациона никак нельзя. Сегодня все больше и больше диет основывается на исключении из питания простых углеводов и употреблении сложных.

Сложные углеводы VS Простые углеводы

Углеводы – это вещества жизненно необходимые нашему организму, которые обеспечивают нас энергией, питают наш мозг и служат строительным материалом для аминокислот, ферментов, нуклеиновых кислот и иммуноглобулинов.

Важно! Сами же углеводы, в свою очередь, делятся на простые и сложные. Простые углеводы – это фруктоза и сахароза, которая очень быстро переваривается организмом, а сложные углеводы – крахмал, гликоген и клетчатка. Преимущества и в том, что они не вызывают резкого подъема сахара в крови и медленнее усваиваются организмом

Преимущества и в том, что они не вызывают резкого подъема сахара в крови и медленнее усваиваются организмом.

Один из самых больших плюсов сложных углеводов – это то, что они могут быть источником энергии в течение длительного количества времени, а потому идеальны для поддержания веса или похудения.

Так, съедая кусок торта, вы обеспечиваете ваш организм большой порцией простых углеводов, которые быстро перевариваются организмом. Но, увы, эффект также быстро проходит и чувство голода появится через небольшое количество времени.

В случае же со сложными углеводами картина меняется, так как усваиваются они медленнее, и в течение длительного времени будут поддерживать вас и снабжать необходимой энергией. Еще одно преимущество сложных углеводов над простыми – это низкий гликемический индекс.

Сложные углеводы. Где их искать?

Теперь, когда мы узнали о пользе сложных углеводов, давайте разберемся, в каких чудо-продуктах они содержатся.

1. Крупы

Один из главных источников сложных углеводов – это крупы. И речь здесь идет именно о цельнозерновых продуктах, а не о продуктах их переработки. То есть различные овсяные, гречневые хлопья, мюсли и прочее можете смело игнорировать.

А вот овес, гречку, киноа, пшеницу, булгур можете включать в свой рацион. Из всех круп под категорию сложных углеводов не попадает манная каша, ее можно смело исключать из своего питания. Также не забудьте заменить белый рис бурым или коричневым.

2. Цельнозерновой хлеб

Для того чтобы ввести сложные углеводы в свое ежедневное меню, вам достаточно будет заменить белый хлеб на цельнозерновой. Такой хлеб содержит меньше калорий и много клетчатки, которая нормализует процесс пищеварения и очищает организм.

3. Бобовые

Еще один отличный источник сложных углеводов – это бобовые. В фасоли, горохе, нуте, чечевице содержится много клетчатки и полезных веществ. Помимо этого бобовые содержат много белка, что особо актуально для людей, придерживающихся вегетарианской диеты.

4. Овощи

Практически все овощи являются источником сложных углеводов. Однако самые полезные из них – капуста, кабачок, зеленая фасоль, лук-порей, томаты, болгарский перец. Но стоит помнить, что употреблять такие продукты лучше всего в сыром виде. Если же вы готовите овощи, то пусть они будут полуготовые, так вы сохраните все их полезные вещества.

5. Зелень

Из зелени хорошо включать в свой рацион шпинат, латук, салат листовой. Зелень хороша тем, что ее можно есть в сыром виде в различных салатах.

Можно ли есть сложные углеводы в неограниченном количестве?

Если сложные углеводы так полезны и способствуют похудению, можно ли их есть в неограниченном количестве и худеть? К сожалению, нет. Ведь даже такие продукты содержат немало калорий, к тому же существуют нормы потребления углеводов.

На один килограмм массы тела в день приходится около 3-4 грамм углеводов. Для того чтобы похудеть, количество потребляемых углеводов следует сократить, но вот на сколько – диетологи до сих пор не пришли к единому мнению.

Так, например, согласно Национальной Академии Института Медицины (США) минимум составляет 130 грамм углеводов в день. В среднем диеты обычно рассчитаны на потребление углеводов в районе 50-100 грамм. Однако ниже 50 грамм диетологи не рекомендуют опускаться.

Большинство безуглеводных диет вообще допускают потребление углеводов от 20 до 40 грамм в день, но такие диеты имеют массу противопоказаний. Еще одна причина, по которой не стоит есть сложные углеводы в неограниченном количестве, – это заболевания желудочно-кишечного тракта.

Из-за высокого содержания клетчатки такие продукты могут вызывать несварение, боли в животе и газообразование. Особенно это касается бобовых и овощей. Если у вас имеются какие-либо заболевания, то лучше всего проконсультироваться с врачом.

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов

При злоупотреблении углеводной пищей резко повышается сывороточный уровень глюкозы в крови, увеличивается выработка инсулина и начинается процесс преобразования сахара в гликоген. Поэтому причиной ожирения, сахарного диабета и других заболеваний, связанных с нарушениями углеводного обмена, является употребление большого количества продуктов с высоким содержанием быстрых углеводов. Сложные химические структуры не наносят вреда здоровому организму.

В то же время дефицита углеводов в организме также не следует допускать. При недостаточном потреблении сахаридов происходит постепенное истощение жировой прослойки. Гликоген начинает скапливаться в печени в качестве последнего резерва для критической ситуации, что приводит к жировому перерождению органа и снижению его функциональной активности.

Важно помнить, что углеводы – это главный источник получения энергии, поэтому при дефиците нутриентов начинается слабость, снижается физическая и умственная работоспособность. Если полностью исключить из рациона углеводную пищу, внутренние жировые запасы подвергаются расщеплению

Это становится причиной усиленного синтеза токсичных катенов, приводящих к развитию окислительных реакций и кетоацидотической коме.

При появлении признаков перенасыщения углеводами или симптомов их дефицита следует заново корректировать рацион и проконсультироваться у лечащего врача, чтобы оценить состояние внутренних органов. Медицинское обследование позволит избежать негативных последствий в виде ожирения, хронической усталости, депрессии и сахарного диабета 2 типа.

Вред употребления в большом количестве продуктов, содержащих углеводы

Люди, желающие избавиться от лишнего веса, спрашивают, в каких продуктах много углеводов. При потреблении большого количества пищи с высоким содержанием сахара плазменная концентрация глюкозы в крови увеличивается, что создает дополнительную нагрузку на поджелудочную железу. В результате в крови падает уровень минеральных солей и витаминов Дефицит питательных веществ нарушает работу внутренних органов.

Изделия из дрожжевого теста угнетают естественную микрофлору кишечника, повышая риск развития дисбактериоза. Поэтому во время диеты следует есть ржаной пресный хлеб.

Список продуктов с большим содержанием углеводов. Таблица

Продукты с высоким содержанием углеводов представлены кондитерскими и мучными изделиями. В них содержатся быстрые сахариды, поэтому без необходимости не следует злоупотреблять такой пищей.

Список продуктов, не содержащих углеводы

К продуктам, не содержащим углеводы, относятся белковая пища животного происхождения, приправы, сахарозаменители и некоторые напитки.

Очевидная разница

Как сделать глюкозу из сахара? С этой задачей уже превосходно справляется наш организм. Он без посторонней помощи способен расщеплять сахарозу на фруктозу и глюкозу.

Можно ли неспециалисту определить, где сахар, а где глюкоза? Как правило, нет, на вкус они практически идентичны. Это такой же сыпучий порошок, бесцветные кристаллики. Возможно, на вкус глюкоза покажется менее сладкой, чем обычный столовый сахар.

Различие может быть еще и в том, что она быстрее растворяется во рту, только попав на язык. Такое явление связано с тем, что глюкоза — простой сахар. Фактически, она начинает впитываться в кровь, еще находясь в ротовой полости.

Углеводы

Углеводы (сахара) — органические вещества, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула C_x(H₂O)_y,

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С₆Н₁₂О₆, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, мальтоза (солодовый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, лактоза (молочный сахар) С₁₂H₂₂O₁₁, крахмал и целлюлоза (С₆Н₁₀О_5)n.

Учебный фильм «Углеводы»

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например, сахар рамноза С₆Н₁₂О₅

В то же время есть вещества, соответствующее общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, природный шестиатомный спирт инозит С₆Н₁₂О₆).

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров [С_xН₂О_y]_n с молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды и при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО₂ с использованием солнечной энергии:

В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

Содержание углеводов в растениях составляет до 80% массы сухого вещества, в организмах человека и животных – до 20%. Они играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

Они служат источником запасной энергии (в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.

Классификация углеводов

Все углеводы по числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды).

Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды) – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.

Моносахариды по числу атомов углерода подразделяют на тетрозы (С₄Н₈О₄), пентозы (С₅Н₁₀О₅),  и гексозы (С₆Н₁₂О₆). Важнейшие пентозы —  ри­бо­за и дез­ок­си­ри­бо­за, гексозы – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов). Среди олигосахаридов наибольшее значение имеют дисахариды (диозы) – продукты конденсации двух молекул моносахаридов (например, сахароза — С₁₂Н₂₂О₁₁, при гид­ро­ли­зе пре­вра­ща­ет­ся в смесь глю­ко­зы и фрук­то­зы).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах — от 10 до 3000—5000.

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом –оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы

Функции липидов

Функция Примеры и пояснения
Энергетическая
Основная функция триглицеридов. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж.
Структурная
Фосфолипиды, гликолипиды и липопротеины принимают участие в образовании клеточных мембран.
Запасающая
Жиры и масла являются резервным пищевым веществом у животных и растений

Важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Масла семян растений необходимы для обеспечения энергией проростка.
Защитная
Прослойки жира и жировые капсулы обеспечивают амортизацию внутренних органов

Слои воска используются в качестве водоотталкивающего покрытия у растений и животных.
Теплоизоляционная
Подкожная жировая клетчатка препятствует оттоку тепла в окружающее пространство. Важно для водных млекопитающих или млекопитающих, обитающих в холодном климате.
Регуляторная
Гиббереллины регулируют рост растений.
Половой гормон тестостерон отвечает за развитие мужских вторичных половых признаков.
Половой гормон эстроген отвечает за развитие женских вторичных половых признаков, регулирует менструальный цикл.
Минералокортикоиды (альдостерон и др.) контролируют водно-солевой обмен.
Глюкокортикоиды (кортизол и др.) принимают участие в регуляции углеводного и белкового обменов.
Источник метаболической воды
При окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды. Важно для обитателей пустынь.
Каталитическая
Жирорастворимые витамины A, D, E, K являются кофакторами ферментов, т.е. сами по себе эти витамины не обладают каталитической активностью, но без них ферменты не могут выполнять свои функции.

• Перейти к лекции №1 «Введение. Химические элементы клетки. Вода и другие неорганические соединения»

• Перейти к лекции №3 «Строение и функции белков. Ферменты»

• Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Строение молекулы глюкозы

О строении молекулы глюкозы можно судить на основании опытных данных. Она реагирует с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфи­ры, содержащие от 1 до 5 остатков кислоты. Ес­ли раствор глюкозы прилить к свежеполученно­му гидроксиду меди (II), то осадок растворяется и образуется ярко-синий раствор соединения меди, т. е. происходит качественная реакция на много­атомные спирты. Следовательно, глюкоза является многоатомным спиртом. Если же подогреть полу­ченный раствор, то вновь выпадет осадок, но уже красноватого цвета, т. е. произойдет качественная реакция на альдегиды. Аналогично, если раствор глюкозы нагреть с аммиачным раствором оксида серебра, то произойдет реакция «серебряного зер­кала». Следовательно, глюкоза является одновре­менно многоатомным спиртом и альдегидом — алъдегидоспиртом. Попробуем вывести структурную формулу глюкозы. Всего атомов углерода в моле­куле C₆H₁₂O₆ шесть. Один атом входит в состав альдегидной группы:

Функции сахарозы в организме человека

Сахароза – основной поставщик энергии в клетки организма, для головного мозга – единственный. Она легко усваивается.

Также сахароза в организме человека выполняет другие функции:

1. Обеспечивает нормальное протекание обменных процессов в организме.
2. Нормализует и улучшает нервную деятельность.
3. Стимулирует выработку инсулина.
4. Питая мышечные клетки, обеспечивает движение.
5. Осуществляет детоксикацию при заболеваниях, вызывающих накопление токсинов.
6. Обеспечивает питание, улучшает работу головного мозга.
7. Повышает умственную и физическую активность.
8. При взаимодействии глюкозы с кислородом обеспечивает питание красных кровяных телец.
9. Улучшает защитную функцию печени.

Поступление этого углевода нормализует деятельность всех органов и систем, поэтому улучшает состояние всего организма. Также утоляет голод, повышает настроение.

Такие функции выполнимы, если сахароза поступает в организм постепенно небольшими порциями. Потребление большого количества вещества приводит к мгновенному повышению показателя глюкозы в крови. Появляется активность, прилив сил.

Поджелудочная железа активно продуцирует гормон – инсулин, который способствует переработке глюкозы, ее уровень резко понижается. Это приводит к проявлению чувства усталости, разбитости, раздражительности, голода. Такой результат скачков уровня сахара в крови.

Противопоказания к употреблению глюкозы

Применение лекарственных препаратов может нанести вред в следующих случаях:

• аллергия на компоненты медикаментозного средства;
• гипергликемия;
• гиперлактацидемия;
• нарушение циркуляторного характера, которое может приводить к отеку легких или мозга;
• отек мозга, легких;
• послеоперационные нарушения, проявляющиеся расстройством утилизации глюкозы;
• острая форма недостаточности левого желудочка.

Медикаментозные препараты можно назначать с осторожностью на фоне патологий:

• хроническая декомпенсированная сердечная недостаточность;
• хроническая почечная недостаточность;
• гипонатриемия (снижение допустимой концентрации натрия).

Внимание! Использование декстрозы в периоды грудного вскармливания и беременности требует предварительной консультации врача, что связано со свойствами таблеток и растворов.

Гликоген

Гликоген (этот углевод называют также «животным крахмалом») – это основная форма хранения глюкозы, причем такого рода «законсервированная энергия» в короткий временной промежуток может восполнить дефицит глюкозы.

О чем идет речь? Углеводы, поступающие в организм с продуктами питания, при прохождении пищеварительного тракта расщепляются до глюкозы и фруктозы, которые обеспечивают системы и органы человека энергией. Но часть этих моносахаридов поступает в печень, откладываясь в ней в виде гликогена.

Важно! Именно гликогену, «законсервированному» в печени, отведена важная роль, заключающаяся в поддержании концентрации глюкозы в крови на одном и том же уровне. Важно! Гликоген, сконцентрированный в печени, практически полностью истощается спустя 10 – 17 часов после употребления пищи, тогда как содержание мышечного гликогена существенно уменьшается лишь после длительных и интенсивных физических нагрузках

Важно! Гликоген, сконцентрированный в печени, практически полностью истощается спустя 10 – 17 часов после употребления пищи, тогда как содержание мышечного гликогена существенно уменьшается лишь после длительных и интенсивных физических нагрузках. О снижении концентрации гликогена сигнализирует появление ощущения усталости

В итоге организм начинает получать энергию из жира либо из мышц, что крайне нежелательно для тех, кто целенаправленно наращивает мышечную массу

О снижении концентрации гликогена сигнализирует появление ощущения усталости. В итоге организм начинает получать энергию из жира либо из мышц, что крайне нежелательно для тех, кто целенаправленно наращивает мышечную массу.

Израсходованный гликоген необходимо пополнить в течение одного- двух часов, что поможет избежать дисбаланса между жирами, углеводами, белками.

В каких продуктах содержится гликоген?

Гликоген отсутствует в продуктах в своем чистом виде, однако для его восполнения достаточно съесть углеводсодержащие продукты.