Значение углеводов в питании. Значение простых и сложных углеводов в питании

Все знают о том, что жизненно важными для человеческого организма являются соединения, известные как белки, жиры и углеводы. И если с первыми двумя типами веществ многие, хоть в общих чертах, но знакомы, то углеводы остаются некой загадкой. Между тем, их роль для здоровья огромна. Узнаем, в чем она проявляется.

Описание и общая характеристика

Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят молекулы углерода, кислорода и водорода. Синтезируются при участии углекислого газа и воды, взаимодействие которых усиливает солнечный свет.

Химики знают, что за этим названием стоит большая масса веществ, многие из которых существенно различаются по «содержанию» (карбонильной группе) и гидроксильным связям.

Если отойти от терминологии, то окажется, что углеводы выступают неизменным элементом клеток и тканей всего живого на Земле. Биологи подсчитали, что основная доля биовещества приходится именно на них.

В организме человека углеводы регулируют обмен белков и жиров, в связке с ними образуют жизненно важные гормоны и ферменты. Более того, такие соединения принимают участие в формировании структур ДНК, РНК и АТФ, накапливают запас энергии, подпитывают мозг, сердечно-сосудистую систему и другие органы.

Чтобы яснее понимать роль этих соединений, обратим внимание на их классификацию.

Виды и основные функции

Углеводы состоят из отдельных сахаридов, которым отведена роль своеобразных «кирпичиков». Их количество и стало тем признаком, который позволил отнести соединения данной группы к разным видам.

Важно! Некоторые вещества вроде фруктозы усваиваются практически без участия инсулина - в малых дозах они разрешены при сахарном диабете.

Основными линиями являются ди- и полисахариды, а также олигосахаридные вещества.

Две молекулы соединены гликозидной связкой, а при реакции с водой они распадаются на две моносахаридные части каждая. Некоторые разновидности имеют восстанавливающие свойства (к примеру, продукты деления мальтозы).

Именно эта группа выступает главным источником углеводов в нашем организме. К ней причислены:

• лактоза, она же молочный сахар. При дефиците расщепляющей лактазы наблюдается непереносимость молока и продуктов из него;
• мальтоза солодовой природы, принимающая участие в обмене ферментами и накоплении энергии, необходимой при больших физических нагрузках;
• сахароза, которая при расщеплении делится на ценную фруктозу и глюкозу. Таким образом нормализуется содержание сахара в крови. Может откладываться как запасное питательное вещество.

В сумме эти вещества обеспечивают нормальную работу всех основных органов и систем. Имеются в данном ряду и другие соединения - целлобиоза и нигероза, рутиноза и трегалоза, но их концентрация куда меньше.

Они образуются путем соединения разного числа сахаридов: от 2 до 10. Строго говоря, сюда же относятся и дисахариды, но все же олиго-вещества выделены в отдельный класс.

Дело в том, что часто они являются продуктом синтеза разнотипных молекул, что и обусловило их строение, а заодно и функции.

Знаете ли вы? Порядка 80% сухой массы всех растений приходится именно на углеводы.

Наиболее распостраненными являются такие вещества, как:

• генцианоза;
• мелицитоза;
• мальтотриоза;
• эрлоза (все насчитывают по три базовые молекулы);
• тетрасахариды представлены стахиозой и акарбозой;
• более насыщенный состав у маннеопентозы (5 молекул) и маннеогексозы (6).

Большая часть этих веществ - это так называемые резервные углеводы, которые пускаются в ход, когда необходимо восстановить энергетический баланс или защитные возможности организма.

Их молекулы могут состоять из десятков, сотен, а то и тысяч моносахаридов. Названия таких структур на слуху у всех. Это:

• клетчатка, нормализующая работу желудка и кишечных путей. Она же улучшает обмен веществ, тем самым снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии;
• пектины, «собранные» из остатков галактуроновой кислоты. Желудок их не усваивает, но все-таки польза весьма ощутима - выводится лишний холестерин и канцерогены. Эти свойства используются для профилактики серьезных нарушений кровообращения и даже раковых образований;

• крахмал, длинная углеродная цепочка которого позволяет человеку подолгу сохранять подвижность и энергичность;
• из крахмала получают мальтодекстрин. Он входит в состав спортивных добавок, помогает нарастить массу и улучшить работу ЖКТ (при контакте с пищевыми ферментами смесь, попавшая в желудок, усваивается легче).

Важно! Больше всего пектинов содержится в свежих фруктах.

Конечно, это не все полисахариды, а всего лишь самые важные. Но из прочей массы выделяется еще одно вещество такой же природы, а именно гликоген. Он уникален тем, что встречается только в организме. Откладываясь в мышцах и печени, создает мощный энергорезерв. Помогает при острой нехватке глюкозы, которой сопровождаются пиковые нагрузки.

Какие полезны?

Диетологи и химики отмечают, что наиболее полезными будут поли- и олигосахариды, включающие 3 и более сахарных единиц. Их еще называют сложными углеводами.

Ценность таких веществ состоит в том, что они дольше усваиваются: на это уходит 3,5-6 часов, в течение которых человек ощущает сытость. К тому же продукты, богатые сложными соединениями, поставляют в организм множество витаминов, минералов и волокон.

«Чистые» же единичные сахара, наоборот, считаются вредными. На то есть причина - в силу простой структуры им не нужно расщепляться и перевариваться, вместо этого моносахариды сразу же начинают истощать запас других питательных веществ, нужных для их метаболизма.

Исходя из этого, диетологи советуют составлять рацион так, чтобы 85% дневной потребности в углеводах покрывалось полисахаридами.

Продукты - источники углеводов

После ознакомления с основными типами данных веществ возникает вопрос - в каких продуктах содержатся те или иные соединения.

Здесь нужно иметь в виду еще один нюанс. Он состоит в том, что скорость расщепления углеводов, попавших в организм, определяется конкретным показателем - гликемическим индексом. Эта цифра отличается в зависимости от вида пищи.

Знаете ли вы? Как отдельная наука со всеми атрибутами химия выделилась во многом стараниями Антуана Лавуазье, который в 1777 году выдвинул кислородную теорию горения. На то время это было сродни научной революции.

Источниками быстрых веществ являются продукты, ГИ которых превышает 69 единиц (все, что дало меньшее число, считается «медленным», то есть полезным).

Быстрых

Быстрее всего желудком усваиваются кукурузный сироп и (их индекс составляет впечатляющие 113 и 108 единиц). 100 и больше показывают пшеничный и рисовый сиропы, крахмал, глюкоза и сироп на ее основе.

Если ориентироваться на показатели других продуктов этой группы, то полученный список будет таким:

• 90 и более: рисовая мука, без участия глютена. Тут же и - запеченный, жареный, фри, быстрого приготовления, а также полученные из него крахмал и декстрин;
• 80-90: домашнее картофельное пюре, рисовый пудинг, попкорн, кукурузные хлопья и крахмал, репа, белый хлеб, морковь после термообработки;
• 70-80: выпечка в виде бубликов, пончиков и баранок, бисквит и вафли, молочный шоколад, лазанья, и и белый хлеб (багет).

Медленных

Продукты, ГИ которых составляет меньше «разделительных» 69 единиц, лучше рассматривать в обратном порядке (от меньших цифр к большим).

Здесь первенство за помидорами, белокочанной капустой, брокколи и репчатым луком, которые усваиваются дольше всех (в числовом выражении их индекс равен 10).

В интервале между 12 и 15 единицами поместились кетчуп и томатный сок, маслины и оливки, черная смородина и соя.

Важно! Овощи и фрукты, помимо всего прочего, поставляют в организм и ценные фитонутриенты. Эти активные соединения снимают воспаления, регулируют обмен веществ и на клеточном уровне замедляют старение.

Им немного уступают и абрикосы (20). Остальные продукты можно отнести к следующим категориям:

• 22-29: морская капуста, чернослив, сосиски высшего сорта;
• 30-39:10% сливки, молоко и колбаса, макароны из твердых сортов пшеницы, а также хлеб с отрубями. Возможно, неожиданностью покажется присутствие в этом ряду вина;
• 40-49: здесь представлены лишь красная фасоль (40), после которой с большим отрывом идут яйца и виноградный сок (по 48);
• 50-59: джем, сыры (фета и плавленый);
• 60-69: компоты, ржаной хлеб, отварной картофель, . Ближе всех к заветному рубежу оказалась овсяная каша, чей ГИ составил 66 единиц.

Для здоровья крайне важны именно такие блюда и продукты. Задачу облегчает их доступность - к примеру, те же помидоры многие выращивают на даче, да и кисломолочной продукции в продаже в достатке.

Суточная потребность и норма

Дневная потребность просчитывается с оглядкой на возраст, характер работы и вес человека. Так, офисному клерку средних лет будет достаточно 5 г углеводов на 1 кг.

Человеку, постоянно имеющему дело с нагрузками, потребуется уже 8 г на ту же массу. И чем больше усилия, тем большей будет суточная доза углевода, необходимого для нормального функционирования органов - здесь налицо прямая зависимость.

Приведем конкретные числа, которые нужно иметь в виду представителям разных половозрастных групп. Первая цифра обозначает возраст, вторая - потребность в граммах .

Знаете ли вы? В человеческом теле работает более 700 различных ферментов.

Мужчины

Умственный труд:

• 18-29: 378;
• 30-39: 365;
• 40-59: 344;

Легкая физическая работа:

• 18-29: 412;
• 30-39: 400;
• 40-59: 380;

• 18-29: 440;
• 30-39: 426;
• 40-59: 406;

Тяжелый физический труд:

• 18-29: 518;
• 30-39: 574;
• 40-59: 546.

Для пожилых мужчин старше 70 лет нормой считается 302 г углеводов.

Женщины

Умственный труд:

• 18-29: 324;
• 30-39: 310;
• 40-59: 297;

Легкая физическая работа:

• 18-29: 351;
• 30-39: 337;
• 40-59: 323;

• 18-29: 371;
• 30-39: 358;
• 40-59: 344;

Тяжелый физический труд:

• 18-29: 441;
• 30-39: 427;
• 40-59: 406.

Отдельно о спортсменах

Самая большая потребность в углеводах - у людей, организм которых работает на пределе возможностей (а то и за ним). Ежедневные тренировки и постоянные нагрузки ускоряют обменные процессы, и в ход идут любые органические вещества, собранные в клетках или отложенные в тканях. Особенно ярко это видно как раз по углеводам, запасы которых весьма скромны.

Важно! Утренние тренировки начинают спустя 1-3 часа после нежирного высококалорийного завтрака, который должен покрыть в среднем 65% дневной нормы углеводов.

Чтобы восполнить их дефицит, мужчинам нужно 616-686 г таких соединений. Для женщин этот показатель составляет 478-546 г. Конкретная цифра зависит от типа нагрузок (ведь расход энергии у штангиста и, к примеру, спринтера будет заметно отличаться).

Нехватка и переизбыток

Природа позаботилась о том, чтобы концентрация основных углеводов (особенно глюкозы в крови) находилась на приемлемом уровне. В организме здоровых людей имеются запасы этих веществ, расход которых при обычном распорядке дня мало зависит от приема пищи либо фаз бодрствования. Исключение составляют разве что спортсмены.

Но любые сбои в работе нервной или эндокринной системы влекут за собой перераспределение углеводов, что проявляется в их переизбытке или же острой нехватке.

Стабильный излишек глюкозы, которая становится как бы магнитом для остальных веществ, приводит к гипергликемии. Это состояние, вызванное избытком сахара в крови.

Его признаками выступают:

• общая слабость;
• постоянная жажда;
• пониженное артериальное давление;
• внезапное появление кожного зуда;
• приступы головной боли, часто в сопровождении тошноты;
• обильный выход мочи.

Знаете ли вы? Первые инсулиновые инъекции были сделаны в январе 1922 года. Об этом гормоне знали еще за 30 лет до того, но проблемой было очистить соединение до безопасного для человека состояния.

Еще одним симптомом называют неприятный запах изо рта, схожий с ацетоновым.

Подобные проявления часто наблюдаются у людей, страдающих от частичной дисфункции почек или печени, нарушений гормонального баланса, увеличения щитовидной железы.

Постоянное повышение уровня углеводов может привести к сворачиванию выработки инсулина, что нарушает энергобаланс клеток и тканей. В результате запускаются серьезные болезни (вплоть до разнотипных гепатитов и цирроза).

Нехватка

Дефицит углеводов тоже распознается по характерным симптомам:

1. На первичном этапе ощущаются слабость и сонливость. При этом заметно дрожание рук и повышенная потливость.
2. Более тревожными сигналами считаются бледность кожи, участившиеся судороги, периодическое «замедление» сердца. В ряде случаев доходит до головокружения.
3. Наиболее опасно состояние прострации на фоне учащенного пульса. В этот момент нужно немедленно съесть порцию продукта, богатого быстрыми веществами.

Важно! Нижний предел содержания сахара в крови составляет 1,7-2,2 ммоль/литр, тогда как опасной верхней гранью считаются 5,2-5,5 ммоль на тот же объем.

Заметив, что хоть один из этих признаков наблюдается регулярно, обратитесь к врачу - возможно, причина кроется не только в нарушении метаболизма.

Обдумывая свое меню, многие интересуются, как правильно обеспечивать организм углеводами. Чтобы они принесли максимум пользы, обратите внимание на основные моменты:

• Запас таких веществ желательно пополнять до обеда. Как раз в это время они усваиваются и перерабатываются лучше всего. При более позднем приеме пищи возрастает вероятность того, что простые сахариды напомнят о себе лишним весом.
• Включите в рацион злаки, овес, бобовые культуры, овощи, фрукты и нежирные молочные изделия. Это основа здорового питания. Их действие можно дополнить небольшим объемом картофеля, мучных изделий (только из белой муки) или фруктового сока.
• А вот от любимых конфет, мороженого или чипсов лучше отказаться. То же касается и ряда напитков (газировка, пиво, чересчур сладкие чай или кофе).
• Побольше активности - малоподвижный образ жизни ведет к переизбытку попавших в желудок и ткани веществ.
• Естественно, отказ от алкоголя. Даже в малых дозах он угнетает ценные ферменты, что тут же сказывается на работе печени и поджелудочной железы.

• Тем, кто борется с лишним весом, однозначно стоит отказаться от быстрых сахаридов в любом виде (твердом или жидком).
• Избегайте крайностей вроде резкого перехода на безуглеводную диету. Мало того, что она ведет к потере витаминов и клетчатки, так еще и замедляет переработку аминокислот. В таком режиме органы работают буквально на износ.

Знаете ли вы? Удивительно, но когда человек краснеет (к примеру, от жары или стеснения), его желудок действует так же - окрас стенки становится более насыщенным.

Теперь вы представляете, чем важны углеводы, откуда они берутся и почему важно держать их в норме. Надеемся, эти данные помогут нашим читателям в борьбе за здоровье и красоту. Бодрости и радостных моментов каждый день!

Введение

углеводы гликолипиды биологический

Углеводы - обширный наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов и необходимых для жизнедеятельности человека и животных, растений и микроорганизмов. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, в кругообороте углерода они служат своеобразным мостом между неорганическими и органическими соединениями. Углеводы и их производные во всех живых клетках играют роль пластического и структурного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов для специфических биохимических процессов. Углеводы выполняют не только питательную функцию в живых организмах, они также выполняют опорную и структурную функции. Во всех тканях и органах обнаружены углеводы или их производные. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований. Принимают участие в синтезе многих важнейших веществ.

Актуальность

В настоящее время данная тема актуальна, потому что углеводы необходимы организму, так как входят в состав его тканей и выполняют важные функции: - являются главным поставщиком энергии для всех процессов в организме (они могут расщепляться и давать энергию даже в отсутствии кислорода); - необходимы для рационального использования белков (белки при дефиците Углеводов используются не по назначению: они становятся источником энергии и участниками некоторых важных химических реакций); - тесно связаны с обменом жиров (если вы употребляете слишком много Углеводов, больше, чем может преобразоваться в глюкозу или гликоген (который откладывается в печени и мышцах), то в результате образуется жир. Когда телу нужно больше топлива, жир преобразуется обратно в глюкозу, и вес тела снижается); - особенно необходимы мозгу для нормальной жизнедеятельности (если мышечные ткани могут накапливать энергию в виде жировых отложений, то мозг не может так делать, он всецело зависит от регулярного поступления в организм углеводов); - являются составной частью молекул некоторых аминокислот, участвуют в построении ферментов, образовании нуклеиновых кислот и т.д.

Понятие и классификация углеводов

Углеводами называют вещества с общей формулой Cn(H2O)m, где n и m могут иметь разные значения. Название «углеводы» отражает тот факт, что водород и кислород присутствуют в молекулах этих веществ в том же соотношении, что и в молекуле воды. Кроме углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут содержать и другие элементы, например азот.

Углеводы - одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также содержатся в клетках всех других организмов. В животной клетке содержание углеводов находится в пределах 1-2 %, в растительных оно может достигать в некоторых случаях 85-90 % массы сухого вещества.

Выделяют три группы углеводов:

·моносахариды или простые сахара;

·олигосахариды - соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых сахаров (например, дисахариды, трисахариды и т. д.).

·полисахариды состоят более чем из 10 молекул простых сахаров или их производных (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин).

Моносахариды (простые сахара)

В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (C3), тетрозы (C4), пентозы (C5), гексозы (C6), гептозы (C7).

Молекулы моносахаридов являются либо альдегидоспиртами (альдозами), либо кетоспиртами (кетозами). Химические, свойства этих веществ определяются, прежде всего, альдегидными или кетонными группировками, входящими в состав их молекул.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, сладкие на вкус.

При растворении в воде моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Циклические структуры пентоз и гексоз - обычные их формы: в любой данный момент лишь небольшая часть молекул существует в виде «открытой цепи». В состав олиго- и полисахаридов также входят циклические формы моносахаридов.

Кроме сахаров, у которых все атомы углерода связаны с атомами кислорода, есть частично восстановленные сахара, важнейшим из которых является дезоксирибоза.

Олигосахариды

При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых сахаров. В олигосахаридах молекулы простых сахаров соединены так называемыми гликозидными связями, соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы.

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Эти сахара называют также дисахаридами. По своим свойствам дисахариды блоки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды

Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) полимерные биомолекулы, состоящие из большого числа мономеров - простых сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором - гетерополисахариды (гепарин). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются следующие.

Целлюлоза - линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями. Каждая цепь образована остатками в-D-глюкозы. Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболочек клеток растений, в составе которых 26-40 % целлюлозы.

Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов. Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут усваивать целлюлозу, поскольку в их желудочно-кишечном тракте отсутствует фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. В то же время целлюлозные волокна играют важную роль в питании, поскольку они придают пище объемность и грубую консистенцию, стимулируют перистальтику кишечника.

Крахмал и гликоген . Эти полисахариды являются основными формами запасания глюкозы у растений (крахмал), животных, человека и грибов (гликоген). При их гидролизе в организмах образуется глюкоза, необходимая для процессов жизнедеятельности.

Хитин образован молекулами в-глюкозы, в которой спиртовая группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCH3. Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки. Хитин - основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Краткая характеристика эколого-биологической роли углеводов

Обобщая рассмотренный выше материал, относящийся к характеристике углеводов, можно сделать следующие выводы об их эколого-биологической роли.

1. Они выполняют строительную функцию, как в клетках, так и в организме в целом за счет того, что входят в состав структур, образующих клетки и ткани (особенно это характерно для растений и грибов), например, клеточные оболочки, различные мембраны и т. д., кроме того, углеводы участвуют в образовании биологически необходимых веществ, образующих ряд структур, например в образовании нуклеиновых кислот, составляющих основу хромосом; углеводы входят в состав сложных белков - гликопротеидов, имеющих определенное значение в формировании клеточных структур и межклеточного вещества.

2. Важнейшей функцией углеводов является трофическая функция, состоящая в том, что многие из них являются продуктами питания гетеротрофных организмов (глюкоза, фруктоза, крахмал, сахароза, мальтоза, лактоза и др.). Эти вещества в комплексе с другими соединениями образуют пищевые продукты, используемые человеком (различные крупы; плоды и семена отдельных растений, включающие в свой состав углеводы, являются кормом для птиц, а моносахара, вступая в цикл различных превращений, способствуют образованию как собственных углеводов, характерных для данного организма, так и других органо-биохимических соединений (жиров, аминокислот (но не их белков), нуклеиновых кислот и т. д.).

3. Для углеводов характерна и энергетическая функция, состоящая в том, что моносахара (в частности глюкоза) в организмах легко окисляются (конечным продуктом окисления является СO2 и Н2O), при этом происходит выделение большого количества энергии, сопровождающееся синтезом АТФ.

4. Им присуща и защитная функция, состоящая в том, что из углеводов возникают структуры (и определенные органоиды в клетке), защищающие или клетку, или организм в целом от различных повреждений, в том числе и механических (например, хитиновые покровы насекомых, образующие внешний скелет, оболочки клеток растений и многих грибов, включающих целлюлозу и т. д.).

5. Большую роль играют механическая и формообразующая функции углеводов, представляющие собой способность структур, образованных либо углеводами, либо в сочетании их с другими соединениями, придавать организму определенную форму и делать их механически прочными; так, клеточные оболочки механической ткани и сосудов ксилемы создают каркас (внутренний скелет) древесных, кустарниковых и травянистых растений, хитином образован внешний скелет насекомых и т. д.

Краткая характеристика обмена углеводов в гетеротрофном организме (на примере организма человека)

Важную роль в понимании процессов обмена веществ играет знание о превращениях, которым подвергаются углеводы в гетеротрофных организмах. В организме человека этот процесс характеризуется приведенным ниже схематическим описанием.

Углеводы в составе пищи попадают в организм через ротовую полость. Моносахара в пищеварительной системе практически не подвергаются превращениям, дисахариды - гидролизуются до моносахаридов, а полисахариды подвергаются достаточно значительным превращениям (это относится к тем полисахаридам, которые организмом употребляются в пищу, а углеводы, не являющиеся пищевыми веществами, например, целлюлоза, некоторые пектины, удаляются из организма с каловыми массами).

В ротовой полости пища измельчается и гомогенизируется (становится более однородной, чем до попадания в нее). На пищу воздействует слюна, выделяемая слюнными железами. Она содержит фермент птиалин и имеет щелочную реакцию среды, за счет чего начинается первичный гидролиз полисахаридов, приводящий к образованию олигосахаридов (углеводов с небольшой величиной n).

Часть крахмала может превращаться даже в дисахариды, что можно заметить при длительном пережевывании хлеба (кислый черный хлеб становится сладким).

Пережеванная пища, обильно обработанная слюной и размельченная зубами, через пищевод в виде пищевого комка поступает в желудок, где подвергается воздействию желудочного сока с кислой реакцией среды, содержащего ферменты, воздействующие на белки и нуклеиновые кислоты. В желудке с углеводами практически ничего не происходит.

Затем пищевая кашица поступает в первый отдел кишечника (тонкий кишечник), начинающийся двенадцатиперстной кишкой. В нее поступает панкреатический сок (секрет поджелудочной железы), содержащий комплекс ферментов, способствующих и перевариванию углеводов. Углеводы превращаются в моносахариды, которые растворимы в воде и способны к всасыванию. Пищевые углеводы окончательно перевариваются в тонком кишечнике, а в той его части, где содержатся ворсинки, они всасываются в кровь и поступают в кровеносную систему.

С током крови моносахара разносятся к различным тканям и клеткам организма, но предварительно вся кровь проходит через печень (там она очищается от вредных продуктов обмена). В крови моносахара присутствуют преимущественно в виде альфа-глюкозы (но возможно наличие и других изомеров гексоз, например фруктозы).

Если глюкозы в крови меньше нормы, то часть гликогена, содержащегося в печени, гидролизуется до глюкозы. Избыточное содержание углеводов характеризует тяжелое заболевание человека - диабет.

Из крови моносахариды поступают в клетки, где большая их часть расходуется на окисление (в митохондриях), при котором синтезируется АТФ, содержащая энергию в «удобном» для организма виде. АТФ расходуется на различные процессы, которые требуют энергии (синтез нужных организму веществ, реализация физиологических и других процессов).

Часть углеводов пищи используется для синтеза углеводов данного организма, требующихся для формирования структур клетки, или соединений, необходимых для образования веществ других классов соединений (так из углеводов могут получиться жиры, нуклеиновые кислоты и т. д.). Способность углеводов превращаться в жиры является одной из причин возникновения ожирения - заболевания, влекущего за собой комплекс других заболеваний.

Следовательно, потребление избыточного количества углеводов вредно для человеческого организма, что необходимо учитывать при организации рационального питания.

В растительных организмах, являющихся автотрофами, обмен углеводов несколько иной. Углеводы (моносахара) синтезируются самим организмом из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии. Ди-, олиго- и полисахариды синтезируются из моносахаридов. Часть моносахаридов включается в синтез нуклеиновых кислот. Определенное количество моносахаридов (глюкозы) растительные организмы используют в процессах дыхания на окисление, при котором (как и в гетеротрофных организмах) синтезируется АТФ.

Гликолипиды и гликопротеины как структурно-функциональные компоненты клетки углеводов

Гликопротеины - это белки, содержащие олигосахаридные (гликановые) цепи, ковалентно присоединенные к полипептидной основе. Гликозаминогликаны представляют собой полисахариды, построенные из повторяющихся дисахаридных компонентов, которые обычно содержат аминосахара (глюкоза-мин или галактозамин в сульфированном или несульфированном виде) и уроновую кислоту (глюкуро-новую или идуроновую). Раньше гликозаминогликаны называли мукополисахаридами. Они обычно ковалентно связаны с белком; комплекс одного или более гликозаминогликанов с белком носит название протеогликана. Гликоконъюгаты и сложные углеводы-эквивалентные термины, обозначающие молекулы, которые содержат углеводные цепи (одну или более), ковалентно связанные с белком или липидом. К этому классу соединений относятся гликопротеины, протеогликаны и гликолипиды.

Биомедицинское значение

Почти все белки плазмы человека, кроме альбумина, представляют собой гликопротеины. Многие белки клеточных мембран содержат значительные количества углеводов. Вещества групп крови в ряде случаев оказываются гликопротеинами, иногда в этой роли выступают гликосфинголипиды. Некоторые гормоны (например, хорионический гонадотропин) имеют гликопротеиновую природу. В последнее время рак все чаще характеризуется как результат аномальной генной регуляции. Главная проблема онкологических заболеваний, метастазы, - феномен, при котором раковые клетки покидают место своего происхождения (например, молочную железу), переносятся с кровотоком в отдаленные части тела (например, в мозг) и неограниченно растут с катастрофическими последствиями для больного. Многие онкологи полагают, что метастазирование, по крайней мере частично, обусловлено изменениями в структуре гликоконъюгатов на поверности раковых клеток. В основе целого ряда заболевений (мукополисахаридозы) лежит недостаточная активность различных лизосомных ферментов, разрушающих отдельные гликоза-миногликаны; в результате один или несколько из них накапливаются в тканях, вызывая различные патологические признаки и симптомы. Одним из примеров таких состояний является синдром Хурлера.

Распространение и функции

Гликопротеины имеются у большинства организмов - от бактерий до человека. Многие вирусы животных также содержат гликопротеины, некоторые из этих вирусов интенсивно изучались, отчасти в силу удобства их использования для исследований.

Гликопротеины-это многочисленная группа белков с разнообразными функциями содержание в них углеводов варьирует от 1 до 85% и более (в единицах массы). Роль олигосахаридных цепей в функции гликопротеинов до сих пор точно не определена, несмотря на интенсивное изучение этого вопроса

Гликолипиды - сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами. В молекулах гликолипидов есть полярные «головы» (углевод) и неполярные «хвосты» (остатки жирных кислот). Благодаря этому гликолипиды (вместе с фосфолипидами) входят в состав клеточных мембран.

Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга. Они локализованы преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, где их углеводные компоненты входят в число других углеводов клеточной поверхности.

Гликосфинголипиды, являющиеся компонентами наружного слоя плазматической мембраны, могут участвовать в межклеточных взаимодействиях и контактах. Некоторые из них являются антигенами, например антиген Форссмана и вещества, определяющие группы крови системы АВ0. Сходные олигосахаридные цепи обнаружены и у других гликопротеинов плазматической мембраны. Ряд ганглиозидов функционирует в качестве рецепторов бактериальных токсинов (например, холерного токсина, который запускает процесс активации аденилатциклазы).

Гликолипиды в отличие от фосфолипидов не содержат остатков ортофосфорной кислоты. В их молекулах к диацилглицерину гликозидной связью присоединяются остатки галактозы или сульфоглюкозы

Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов

Галактоземия - наследственная патология обмена веществ, обусловленная недостаточностью активности ферментов, принимающих участие в метаболизме галактозы. Неспособность организма утилизировать галактозу приводит к тяжелым поражениям пищеварительной, зрительной и нервной системы детей в самом раннем возрасте. В педиатрии и генетике галактоземия относится к редким генетическим заболеваниям, встречающимся с частотой один случай на 10 000 - 50 000 новорожденных. Впервые клиника галактоземии была описана в 1908 году уребенка, страдавшего сильным истощением, гепато- и спленомегалией, галактозурией; при этом заболевание исчезло сразу после отмены молочного питания. Позднее, в 1956 г. ученый Герман Келкер определил, что в основе заболевания лежит нарушение метаболизма галактозы. Причины болезни Галактоземия является врожденной патологией, наследуемой по аутосомно-рецессивному типу, т. е. заболевание проявляется только в том случае, если ребенок наследует две копии дефектного гена от каждого из родителей. Лица, гетерозиготные по мутантному гену, являются носителями заболевания, однако у них тоже могут развиваться отдельные признаки галактоземии в легкой степени. Превращение галактозы в глюкозу (метаболический путь Лелуара) происходит при участии 3-х ферментов: галактоза-1-фосфатуридилтрансферазы (GALT), галактокиназы (GALK) и уридиндифосфат-галактозо-4-эпимеразы (GALE). В соответствии с дефицитом этих ферментов различают 1 (классический вариант), 2 и 3 тип галактоземии.Выделение трех типов галактоземии не совпадает с порядком действия ферментов в процессе метаболического пути Лелуара. Галактоза поступает в организм с пищей, а также образуется в кишечнике в процессе гидролиза дисахарида лактозы. Путь метаболизма галактозы начинается с ее превращения под действием фермента GALK в галактозо-1-фосфат. Затем при участии фермента GALT галактозо-1-фосфат преобразуется в УДФ-галактозу (уридилдифосфогалактозу). После этого с помощью GALE метаболит превращается в УДФ - глюкозу (уридилдифосфоглюкозу).При недостаточности одного из названных ферментов (GALK, GALT или GALE) концентрация галактозы в крови значительно повышается, в организме накапливаются промежуточные метаболиты галактозы, которые вызывают токсическое поражение различных органов: ЦНС, печени, почек, селезенки, кишечника, глаз и др. Нарушение метаболизма галактозы и составляет суть галактоземии. Наиболее часто в клинической практике встречается классический (1 тип) галактоземии, обусловленный дефектом фермента GALT и нарушением его активности. Ген, кодирующий синтез галактоза-1-фосфатуридилтрансферазы, находится воколоцентромерном участке 2-ой хромосомы. По тяжести клинического течения выделяют тяжелую, среднюю и легкую степени галактоземии. Первые клинические признаки галактоземии тяжелой степени развиваются очень рано, в первые дни жизни ребенка. Вскоре после кормления новорожденного грудным молоком или молочной смесью возникает рвота и расстройство стула (водянистый понос), нарастает интоксикация. Ребенок становится вялым, отказывается от груди или бутылочки; у него быстро прогрессируют гипотрофия и кахексия. Ребенка могут беспокоить метеоризм, кишечные колики, обильное отхождение газов.В процессе обследования ребенка с галактоземией неонатологом выявляется угасание рефлексов периода новорожденности. При галактоземии рано появляется стойкая желтуха различной степени выраженности и гепатомегалия, прогрессирует печеночная недостаточность. К 2-3 месяцу жизни возникают спленомегалия, цирроз печени, асцит. Нарушения процессов свертывания крови приводит к появлению кровоизлияний на коже и слизистых оболочках. Дети рано начинают отставать в психомоторном развитии, однако степень интеллектуальных нарушений при галактоземии не достигает такой тяжести, как при фенилкетонурии. К 1-2 месяцам у детей с галактоземией выявляется двусторонняя катаракта. Поражение почек при галактоземии сопровождается глюкозурией, протеинурией, гипераминоацидурией. В терминальной фазе галактоземии ребенок погибает от глубокого истощения, тяжелой печеночной недостаточности и наслоения вторичных инфекций. При галактоземии средней тяжести также отмечается рвота, желтуха, анемия, отставание в психомоторном развитии, гепатомегалия, катаракта, гипотрофия. Галактоземия легкой степени характеризуется отказом от груди, рвотой после приема молока, задержкой речевого развития, отставанием ребенка в массе и росте. Однако даже при легком течении галактоземии продукты обмена галактозы токсическим образом воздействуют на печень, приводя к ее хроническим заболеваниям.

Фруктоземия

Фруктоземия - это наследственное генетическое заболевание, заключающееся в непереносимости фруктозы (фруктового сахара, содержащегося во всех фруктах, ягодах и некоторых овощах, а также в мёде). При фруктоземии в организме человека мало или практически нет ферментов(энзимов, органических веществ белковой природы, ускоряющих химические реакции, происходящие в организме), принимающих участие в ращеплении и усвоении фруктозы. Заболевание, как правило, обнаруживается в первые недели и месяцы жизни ребенка или с того момента, когда ребенок начинает получать соки и пищу, содержащую фруктозу: сладкий чай, фруктовые соки, овощные и фруктовые пюре. Фруктоземия передается по аутосомно-рецессивному типу наследования (заболевание проявляется, если у обоих родителей есть заболевание). Мальчики и девочки болеют одинаково часто.

Причины болезни

В печени имеется недостаточное количество специального фермента (фруктозо-1-фосфат-альдолазы), который преобразовывает фруктозу. В результате продукты обмена (фруктозо-1-фосфат) накапливаются в организме (печени, почках, слизистых оболочках кишечника) и оказывают повреждающее действие. При этом установлено, что фруктозо-1-фосфат никогда не откладывается в клетках мозга и хрусталике глаза. Симптомы заболевания проявляются после употребления в пищу фруктов, овощей или ягод в любом виде (соки, нектары, пюре, свежие, замороженные или сушеные), а также мёда. Тяжесть проявления зависит от количества употребления продуктов.

Вялость, бледность кожных покровов. Повышенное потоотделение. Сонливость. Рвота. Диарея (частый объемный (большие порции) жидкий стул). Отвращение к сладкой пище. Гипотрофия (дефицит (недостаточность) массы тела) развивается постепенно. Увеличение размеров печени. Асцит (скопление жидкости в брюшной полости). Желтуха (пожелтение кожных покровов) - развивается иногда. Острая гипогликемия (состояние, при котором значительно снижается уровень глюкозы (сахара) в крови) может развиться при одномоментном употреблении большого количества продуктов, содержащих фруктозу. Характеризуется: Дрожанием конечностей; судорогами (приступообразными непроизвольными сокращениями мышц и крайней степенью их напряжения); Потерей сознания вплоть до комы (отсутствия сознания и реакции на любые раздражители; состояние представляет опасность для жизни человека).

Заключение

Значение углеводов в питании человека весьма велико. Они служат важнейшим источником энергии, обеспечивая до 50-70 % общей калорийности рациона.

Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их "сберегающего белок" действия. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50-60 г.

С нарушением обмена углеводов тесно связан ряд заболеваний: сахарный диабет, галактоземия, нарушение в системе депо гликогена, нетолерантность к молоку и т.д. Следует отметить, что в организме человека и животного углеводы присутствуют в меньшем количестве (не более 2% от сухой массы тела), чем белки и липиды; в растительных организмах за счет целлюлозы на долю углеводов приходится до 80% от сухой массы, поэтому в целом в биосфере углеводов больше, чем всех других органических соединений вместе взятых Таким образом: углеводы играют огромную роль в жизни живых организмов на планете ученые считают, что примерно когда появилось первое соединение углевода, появилась и первая живая клетка.

Литература

1. Биохимия: учебник для вузов/ под ред. Е.С.Северина - 5-е изд., - 2009. - 768 с.

2. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин «Биологическая химия».

3. П.А. Верболович «Практикум по органической, физической, коллоидной и биологической химии».

4. Ленинджер А. Основы биохимии // М.: Мир, 1985

5. Клиническая эндокринология. Руководство / Н. Т. Старкова. - издание 3-е, переработанное и дополненное. - Санкт-Петербург: Питер, 2002. - С. 209-213. - 576 с.

6. Детские болезни (том 2) - Шабалов Н.П. - учебник, Питер, 2011

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Углеводы в питании человека играют очень важную роль, так как являются важным источником энергии, необходимой для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма на клеточном уровне. Биологическое окисление углеводов образует не только энергию, но и выполняет много регуляторных функций, например, препятствует кетоновому накоплению во время окисления жиров. Нарушение углеводного обмена приводит к сахарному диабету, в результате чего происходит развитие такого заболевания, как ацидоз, что характеризуется смещением кислотно-щелочного баланса организма. Как правило, такие нарушения происходят вследствие невыполнения углеводами своих функций.

Роль углеводов в жизни человека велика, некоторые из них выполняют в организме специализированные функции. Гиалуроновая кислота, например, не даёт возможность болезнетворным бактериям проникнуть через оболочки клеток, а гепарин не позволяет крови сворачиваться в сосудах. Большую роль углеводы играют в защите печени от воздействия различных негативных реакций, которые протекают в этом органе. Глюкуроновая кислота способна взаимодействовать с токсичными веществами, образовывая в результате нетоксичные эфиры, которые легко растворяются в воде и выходят из организма при мочеиспускании.

В человеческом организме углеводы, как правило, накапливаются в малых количествах, поэтому необходимо постоянно пополнять их запас вместе с пищей. Суточная потребность человека в углеводах примерно составляет 500 г. Основными представителями углеводов считаются фруктоза и глюкоза, при соединении которых образуется сахароза или . Такие вещества являются простыми углеводами, моносахаридами или дисахаридами. Как правило, они хорошо растворяются в воде, придавая ей сладковатый вкус. К более сложным углеводам относится целлюлоза и крахмал. Их молекулы достаточно велики и состоят из множества молекул глюкозы. Сложные углеводы или полисахариды в воде нерастворимы.

Основные углеводные источники:

Картофель, бобовые, зерновые;

Фрукты и овощи;

Продукты животного происхождения содержат небольшое количество углеводов.

Исходя из пищевой ценности, углеводы можно поделить на легкоусвояемые и неусвояемые. Усвояемые углеводы – олигосахариды, моносахариды, крахмал и гликоген; неусвояемые – целлюлоза, пектин, инулин, гемицеллюлоза и многие другие. Попадая в желудочно-кишечную систему усвояемые углеводы, как правило, распадаются до моносахаридов.

Глюкоза

Глюкоза является необходимым компонентом углеводного обмена. При её недостатке в крови или наоборот, высокой концентрации, как при диабете, может наступить сонливость и гипогликемическая кома с полной потерей сознания. В чистом виде глюкоза содержится в различных фруктах и овощах. Особенно богаты на этот углевод: виноград, вишня, черешня, земляника, малина, слива, арбуз, тыква, белокочанная капуста и морковь. Глюкоза имеет меньшую сладость, чем сахароза, на 100 единиц сахарозы приходится 74 единицы глюкозы.

Фруктоза

Фруктоза играет большую роль в жизни человека, так как может проникать в клетки из крови без помощи инсулина. Именно поэтому фруктозу рекомендуют больным диабетом в качестве максимально безопасного углеводного источника. Её употребление вместо показано для снижения общего потребления углеводов. Фруктоза содержится в яблоках, винограде, грушах, черешне, вишне, малине, чёрной смородине, землянике, дыне, арбузе. Невелико её содержание в таких овощах, как свекла и белокочанная капуста. Фруктоза слаще сахарозы, однако не вызывает кариес, как это делает .

Галактоза

В свободном виде галактоза не встречается. С глюкозой она образует лактозу, которая является основным углеводом молочных продуктов. При расщеплении лактозы образуется галактоза, которая попадая в печень, превращается в глюкозу. Если у человека в силу наследственности наблюдается недостаток или полное отсутствие фермента, превращающего галактозу в глюкозу, может развиться такое тяжёлое заболевание, как галактоземия, результатом чего нередко становится умственная отсталость. Лактоза содержится в таких продуктах питания, как молоко, творог, сметана, кефир и йогурты.

Сахароза

Молекулы фруктозы и глюкозы образуют сахарозу, которую часто называют пустыми калориями, по причине того, что является чистым углеводом, не содержащим иных питательных веществ таких, как минеральные соли и . Сахароза содержится в таких растительных продуктах, как свекла, персик, дыня, слива, мандарин, морковь. В других овощах наблюдается небольшое количество сахарозы. Источником этого углевода кроме выступает мёд, варенье, мороженое, сладкие напитки и кондитерские изделия. В жизни человека сахароза используется постоянно, нередко неся в себе угрозу здоровью.

Мальтоза

Мальтоза или солодовый образуется, когда соединяются две молекулы глюкозы. Её содержит патока, солод, мёд, кондитерские и хлебобулочные изделия, а также пиво.

Крахмал

Крахмал играет очень важную роль в жизни человека, так как является одним из основных перевариваемых полисахаридов. Его доля в потребляемой пище составляет около 80 %. Источником крахмала являются растительные продукты, преимущественно злаковые: мука, крупы, хлеб и картофель. Наибольшее количество крахмала содержится в рисовой и гречневой крупе, а наименьшее – в овсяной. Также богаты на крахмал изделия из пшеничной и ржаной муки, бобы, чечевица и горох.

Гликоген

Гликоген является животным крахмалом, который состоит из молекул глюкозы. Небольшие количества гликогена отмечаются в мышечной ткани мяса животных и печени.

Следует отметить, что при потреблении углеводов необходимо строго соблюдать меру, так как их избыток нередко ведёт к повышению уровня в организме, что несёт избыточную нагрузку на поджелудочную. Также лишние углеводы могут откладываться в виде жира.

Углеводы являются основной составной частью пище­вого рациона. Физиологическое значение углеводов в основном определяется их энергетическими свойствами. Каждый грамм углеводов обеспечивает поступление 16,7 кДж (4 ккал).

При всех видах физического труда отмечается повышенная потребность в углеводах.

Углеводы используются в организме также в качестве пластического материала многих клеток для биологи­ческого синтеза (входят в состав структур многих клеток и тканей). Например, глюкоза постоянно содержится в крови, гликоген - в печени и мышцах, галактоза входит в состав липидов мозга, лактоза - в состав женского молока.

В организме углеводы депонируются ограниченно и запасы их невелики. Для удовлетворения потребностей организма углеводы поступают бесперебойно в составе пищи. Углеводы тесно связаны с обменом жира. Избы­точное поступление в организм человека углеводов при недостаточной физической нагрузке человека способст­вует превращению углеводов в жир.

В естественных пищевых продуктах углеводы представлены в виде моно-, ди- и полисахаридов. В зависимости от строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов могут быть представлены в виде следующей схемы:

Простые углеводы

Моносахариды:

фруктоза

галактоза

Сложные углеводы

Полисахариды:

гликоген

пектиновые вещества клетчатка

Дисахариды:

сахароза

мальтоза

Простые углеводы обладают хорошей раствори­мостью, легко усваиваются, используются для образо­вания гликогена.

Наиболее распространенный моносахарид глюкоза содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи.

Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, питания тканей мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, поддержания необходимого уровня сахара крови и созда­ния запасов гликогена печени. Источниками глюкозы являются плоды, фрукты, ягоды, мед.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза. Однако она медленнее усваивается в кишеч­нике, и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70- 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасы­щения крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген. Фруктоза отличается повышен­ной сладостью среди прочих сахаров. Рекомендуется она лицам зрелого и пожилого возраста, а также занимаю­щимся умственным трудом. Фруктоза является лучшим сахаром при нарушении жирового обмена, так как в наименьшей степени используется для образования жира. Содержится она в пчелином меде, хурме, винограде, яблоках, грушах, арбузах, смородине, других продуктах.

Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепле­ния основного углевода молока лактозы (молочного сахара).

Дисахариды представлены сахарозой, лактозой и мальтозой.

В питании человека наиболее распространена сахароза, которая отличается высокими вкусовыми свойствами. Сахароза имеет ряд отрицательных свойств. Высокий уровень потребления ее приводит к увеличению калорийности суточного рациона человека. Это обсто­ятельство является нежелательным для лиц зрелого и пожилого возраста, а также не занятых физическим трудом. При избыточном потреблении сахароза обладает способностью превращаться в организме в жир. Источ­никами сахарозы в питании человека являются главным образом тростниковый и свекловичный сахар. Содержа­ние сахарозы в сахарной свекле составляет 14-18%, в сахарном тростнике-10-15%. Натуральными источ­никами сахарозы в питании являются бахчевые, бананы, абрикосы, персики, сливы, морковь и др.

Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке, имеет невысокую сладость. Гидролиз лактозы в кишеч­нике протекает медленно, что уменьшает процессы брожения в нем. Способствует развитию молочнокислых бактерий, которые подавляют действие гнилостной микрофлоры. Лактоза рекомендуется в питании детей и лиц пожилого возраста. Однако возможны случаи не­переносимости лактозы, что связано с отсутствием в кишечнике фермента, расщепляющего ее. Лактоза в наименьшей степени используется в организме для жирообразования. Содержание лактозы в молоке сельскохозяйственных животных составляет 4-6%.

Мальтоза (солодовый сахар) в естественных пищевых продуктах содержится в небольшом количестве. Содержание мальтозы повышают искусственно в не­которых продуктах, например, ячмене путем его про­ращивания (приготовление солода). Солод используется для спиртового брожения в пивоваренной промышлен­ности.

Полисахариды характеризуются сложностью строения молекулы, плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.

Крахмал имеет основное пищевое значение. В пищевых рационах человека на долю крахмала при­ходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Высоким содержанием крахмала в значитель­ной степени обусловливается пищевая ценность зерновых продуктов, бобовых и картофеля. В крахмальном зерне находятся две фракции крахмала - амилоза и амилопектин, различающиеся по свойствам. Крахмал усваи­вается медленнее, чем сахар, и не создает гипергликемии.

Гликоген содержится в значительном количестве в печени. В организме используется для питания рабо­тающих мышц, органов и систем в качестве энергети­ческого материала.

Пектиновые вещества представлены пектином, и протопектином. Пектин отличается хорошей растворимостью и входит в состав клеточного сока. Он обладает желирующим свойством и используется для приготовле­ния мармелада, джема, пастилы. Высоким содержанием пектина отличаются яблоки, апельсины, абрикосы, сливы, груши, морковь, свекла. Под влиянием пектина уничто­жается гнилостная микрофлора кишечника. С этим связано эффективное лечение желудочно-кишечных заболеваний растительными диетами, например, яблоч­ной и морковной. Протопектин входит в состав клеточных стенок и является нерастворимым веществом. Жесткость незрелых плодов объясняется большим содержанием в них протопектина. В процессе созревания или варки протопектин расщепляется.

Клетчатка в значительном количестве поступает в организм человека с растительными продуктами. В процессе пищеварения, механически раздражая стенки кишечника, возбуждает перистальтику и тем самым способствует передвижению пищевых масс по кишечному каналу. В кишечнике человека не выделяются ферменты, расщепляющие клетчатку, небольшое количество фермен­тов образуется лишь микрофлорой кишечника, поэтому клетчатка мало усваивается организмом и не имеет значения как источник энергии. При недостатке в пище клетчатки может возникнуть вялость кишечника, что приводит к запорам и самоотравлению организма токси­ческими продуктами расщепления белка. Клетчатка способствует выведению из организма избыточного коли­чества холестерина. Источниками клетчатки являются бобовые, овощи, фрукты, хлеб грубого помола.

Потребность в углеводах. Общее количество углево­дов в рационе рекомендуется в зависимости от энерге­тических затрат, пола, возраста и других показателей в количестве 250-440 г (см. таблицу 1). Количество сахара, меда, конфет не должно превышать 60-70 г в сутки. Удовлетворение потребности в углеводах осуществляется за счет растительных источников.

Усвояемость углеводов достаточно высока. Так, коэффициент усвояемости углеводов хлебных и крупяных продуктов составляет 94-96, овощей -85, картофеля - 95, кондитерских изделий -95, сахара -99, молока и молочных продуктов -98. Правильная кулинарная обработка, измельчение и тщательная тепловая обработ­ка повышают усвояемость углеводов и других компонен­тов пищи. Значение животных продуктов как источника углеводов невелико.

Различие в сложности строения углеводов имеет определенное значение в питании, а именно в процес­сах их превращения и усвоения в организме. Крахмал усваивается медленнее, чем сахар, и не создает гипер­гликемии. Сахар и особенно моносахариды всасывают­ся чрезвычайно быстро. Глюкоза, например, всасывается через 5-Ю мин после введения в желудок. Эти особен­ности углеводов используются в питании различных групп населения и клинической практике.

Ослабленным больным при нарушении сердечной деятельности для быстрого восстановления обменных процессов вводят глюкозу. У спортсменов при больших затратах мышечной энергии наиболее эффективным сред­ством быстрого восстановления энергетических запасов для усиления образования гликогена в печени является смесь сахара с крахмалом. Соотношение сахара и крах­мала в рационе рекомендуется 1:3-4.

Роль углеводов. В организме углеводы (У) составляют 1% веса тела и 50% из них находятся в печени и мышцах, а гликоген - во всех клетках организма. В зависимости от строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для образования гликогена У разделяют на простые и сложные. К простым У относят моносахариды: глюкоза и фруктоза, и дисахариды: сахароза – тростниковый сахар, лактоза – молочный сахар. К сложным У относятся полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка и пектиновые вещества.
Основными важными функциями У являются:
1) У - основные поставщики энергии на основе легкоусвояемой пищи. При сгорании они выделяют, как и Б, 4 ккал (16,7 кДж). За счет У обеспечивается 55% энергетической ценности суточного рациона;
2) с помощью У в крови и лимфе поддерживается оперативный запас энергии в виде определенной концентрации глюкозы, необходимой для ежесекундного питания клеток, особенно нервных;
3) с помощью У в организме поддерживается стратегический запас энергии в виде гликогена (в основном, печени и мышцах) необходимого для питания мышц, являющихся основными отопительными батареями организма, особенно в ночное время; избыток гликогена превращается в жир;
4) У регулируют обмен Ж и Б, которые экономятся при достаточном поступлении с пищей и хорошей усвояемости У и расходуются организмом при недостатке У. Таким образом У оберегают Б от нерационального их использования не по назначению;
5) пектиновые вещества и клетчатка, плохо перевариваемые, но приносят пользу организму: а) создают чувство объемной сытости; б) улучшают секрецию пищеварительных желез и перевариваемость пищи; в) жестко протирая стенки тонкого кишечника, тонизируют его деятельность и рефлекторно – сердца; в) разлагаясь под действием микрофлоры в толстом кишечнике, создают определенную «здоровую» микрофлору в нем, являющуюся барьером для патогенной микрофлоры, одним из продуцентов иммунной системы и источником вит. К.
Потребность в У составляет 300-600 г в сутки. Утилизируют У поджелудочная железа и мышцы. Если мышцы не работают (не развиты, гиподинамия), то одна поджелудочная железа не справляется, что приводит к развитию сахарного диабета. При нормировании У необходимо учитывать соотношении в них растворимых легкоусвояемых У (сахаров) по отношению к общему количеству У. Для взрослого населения количество сахаров должно составлять 20-25%. Для пожилых и лиц умственного труда количество сахаров не должно превышать 15% (профилактика избыточного веса).
Источники У. Основным углеводным источником энергии в нашем климате является крахмал – картофель, малоценный в содержании важных веществ продукт (в Африке – бананы). В соответствии с рекомендациями Пирамиды питания в рациональном питании основными источниками У должны быть зерновые культуры – черный хлеб, гречка, овсянка, перловка, просо, Употребляя их, человек умеренного климатического пояса должен обеспечивать более половины энергетических ресурсов. Источники пектиновых веществ – яблоки, сливы, цитрусовые, морковь, тыква. Клетчатку содержат овощи, салаты, зелень, черный хлеб, макароны, крупы. Глюкоза и фруктоза входят в состав меда, ягод и фруктов, откуда они из сока легко всасываются. Лактоза поступает из молока и творога.
40.Основы рационального питания (физиологические нормы питания, сбалансированное питание и режим питания). Рациональное питание - это питание здорового человека в соответствии с его возрастом, полом, физиологией и профессией, это составная часть здорового образа жизни. Рациональность питания состоит в достаточном приеме с пищей всех ее составных веществ, в сбалансированном виде и во-время, т.е. по режиму. Оно направленно на поддержание здоровья и профилактику элементарных (сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных и др) и алиментарных (связанных с питанием) заболеваний.
Диетическое (лечебное) питание - это питание больного человека, при котором применяются с лечебной или профилактической целью специально составленные пищевые рационы или режимы питания больных. Диетология – раздел медицины, занимающийся изучением и обоснованием характера и норм питания при различных заболеваниях.
Лечебно-профилактическое питание - это питание людей определенных профессий или жителей неблагоприятных по экологии регионов. Оно направлено на уменьшение вредных воздействий производственного или экологического фактора и профилактику профессиональных или региональных заболеваний.
Под физиологическими нормами питания подразумевается достаточное, т.е. в соответствии с полом, возрастом и энергетическими затратами, поступление всех составных частей пищи, число которых составляет около 50 элементов – Б,Ж,У, витамины, микро- и макроэлементы, вода. При разработке физиологических норм в РФ указанные факторы изучались с учетом географических зон проживания, в результате чего Институтом питания РАМН составлены «Физиологические нормы питания различных групп населения РФ» (1991 г). В зависимости от возраста, пола и трудовой деятельности все население по нормам питания поделено на 16 групп: 3 – грудного и 4 – дошкольного возраста, 2 – подростки, 5 – трудоспособное население и 2 – пенсионеры. Для пенсионеров рекомендуется – 1600 ккал, для девочек-подростков и мужчин – 2200 ккал, для юношей и активных женщин – 2800 ккал.
Сбалансированное питание – это поступление с пищей всех пищевых веществ в определенном количественном и качественном соотношении между собой, необходимом для лучшего их усвоения. Основные рекомендации сбалансированного питания:
1)между Б:Ж:У должно выдерживаться соотношение: для лиц, занятых умственным трудом – 1:1,1:4,1; при тяжелом физическом труде – 1:1,3:5 (в лечебном питании – при ожирении 1:0,7:1,5; при хронической почечной недостаточности - 1:2:10);

2)Б животного происхождения должны составлять 55% общего количества Б, а остальные - растительного;

3)из общего количества Ж растительные масла должны составлять до 30% (источник незаменимых жирных кислот);

4)среди У трудноусвояемые У должны составлять 75-80% (крупы, хлеб, макароны, картофель), легкоусвояемые – 15-20%, клетчатка (пектины) – 5%;

5)соотношение Са:Р:Мg должно быть 1:1,5:0,5;

6)сбалансированность основных витаминов составляется из расчета на 1000 ккал: вит. С – 25 мг, В 1 – 0,6 мг, В 2 – 0,7 мг, В 6 – 0,7 мг, РР – 6,6 мг (в леченом питании и при коррекции гиповитаминозов их количество удваивается).

Режим питания - это (1) время и (2) количество приемов пищи, (3) интервалы между ними, распределение пищевого рациона по (4) энергоценности, (5) продуктовому набору и (6) массе по приемам пищи Режим питания обеспечивает хороший аппетит, вызывая рефлекторное выделение желудочного сока. Этому способствует обстановка, сервировка стола, отсутствие отвлекающих от еды факторов (чтение, телефон). Несоблюдение режима питания отрицательно сказывается на здоровье и приводит к заболеваниям (гастриту, ожирению, похуданию, атеросклерозу и др.).
Основные принципы режима питания: а) рекомендуемая частота питания – 4-5 раз в день; б) промежутки между приемами не должны превышать у детей ясельного возраста 3-3,5 часа, дошкольников – 3,5-4 часа, подростков и взрослых - 4-5 часов, обеспечивая равномерную нагрузку на пищеварительный аппарат, максимальное воздействие ферментов на пищу и более полную ее обработку; в) исключение длительных промежутков между приемами пищи. Обильная еда, принятая 1 раз в сутки, особенно перед сном, перегружает желудочно-кишечный тракт, вызывает плохой сон, разрушает сердечно-сосудистую систему. Для восстановления деятельности пищеварительных желез требуется 8-10 час. ночного отдыха. Ужинать рекомендуется за 3 часа до сна. Распределение суточного рациона производится в зависимости от возраста, распорядка дня, особенностей трудовой деятельности. При 4-разовом питании взрослых рекомендуемая энергетическая ценность завтрака – 20-30%, обеда – 40-50%, полдника – 10-25% и ужина – 15-20%. При 3-разовом: завтрак - 30%, обед – 45-50% и ужин – 20-25%..
41.Энергозатраты при различных видах деятельности. Потребление пищи трудоспособного населения определяется напряженностью труда: 5 групп у мужчин и 4 – у женщин.