Вуглеводи назва речовини. Коротка характеристика властивостей та еколого-біологічної ролі целюлози (клітковини)

Вуглеводи

Переходячи до розгляду органічних речовин, не можна не відзначити значення вуглецю для життя. Вступаючи в хімічні реакції, вуглець утворює міцні ковалентні зв'язки, узагальнюючи чотири електрони. Атоми вуглецю, з'єднуючись між собою, здатні утворювати стабільні ланцюги та кільця, що служать скелетами макромолекул. Вуглець може утворювати кратні ковалентні зв'язки з іншими вуглецевими атомами, а також з азотом і киснем. Всі ці властивості забезпечують унікальну різноманітність органічних молекул.

Макромолекули, що становлять близько 90% маси зневодненої клітини, синтезуються з простих молекул, званих мономерами. Існують три основні типи макромолекул: полісахариди, білки та нуклеїнові кислоти; мономерами для них є, відповідно, моносахариди, амінокислоти та нуклеотиди.

Вуглеводами називають речовини із загальною формулою C x (H 2 O) y , де x та y – натуральні числа. Назва «вуглеводи» свідчить, що у молекулах водень і кисень перебувають у тому ж відношенні, що у воді.

У тварин клітинах міститься невелика кількість вуглеводів, а рослинних – майже 70 % від загальної кількості органічних речовин.

Моносахариди грають роль проміжних продуктів у процесах дихання та фотосинтезу, беруть участь у синтезі нуклеїнових кислот, коферментів, АТФ та полісахаридів, служать, що вивільняється при окисленні в процесі дихання. Похідні моносахаридів – цукрові спирти, цукрові кислоти, дезоксицукри та аміносахара – мають важливе значення у процесі дихання, а також використовуються при синтезі ліпідів, ДНК та інших макромолекул.

Дисахариди утворюються внаслідок реакції конденсації між двома моносахаридами. Іноді вони використовуються як запасні поживні речовини. Найбільш поширеними з них є мальтоза (глюкоза + глюкоза), лактоза (глюкоза + галактоза) та сахароза (глюкоза + фруктоза). міститься лише у молоці. (тростинний цукор) найбільш поширена в рослинах; це і є той самий «цукор», який ми вживаємо в їжу.

Целюлоза є також полімером глюкози. У ній укладено близько 50% вуглецю, що міститься у рослинах. За загальною масою Землі целюлоза посідає перше місце серед органічних сполук. Форма молекули (довгі ланцюги з виступаючими назовні -OH-групами) забезпечує міцне зчеплення між сусідніми ланцюгами. При всій своїй міцності макрофібрили, що складаються з таких ланцюгів, легко пропускають воду і розчинені в ній речовини і тому є ідеальним будівельним матеріалом для стінок рослинної клітини. Целюлоза – цінне джерело глюкози, проте її розщеплення необхідний фермент целюлаза, порівняно рідко що у природі. Тому в їжу целюлозу вживають лише деякі тварини (наприклад, жуйні). Велике та промислове значення целюлози – з цієї речовини виготовляють бавовняні тканини та папір.

Для тих, хто хоче погладшати.

Вуглеводи Вам допоможуть.

Як відомо, одна молекула жиру - це чотири молекули глюкози плюс чотири молекули води. Тобто, при збільшеному вживанні вуглеводів у поєднанні з прийомом води Ви отримаєте очікуваний результат. Відзначу лише одне, бажано вживати більше складних вуглеводів, бо прості вуглеводи можуть призвести до діабету, гіпертонії. Сподіваюся, що при сучасному харчуванні (наборі продуктів у магазинах) Ви не матимете труднощів на цьому шляху. Основне про вуглеводи нижче, дякую «вікіпедії»

(цукри, сахариди) - органічні речовини, що містять карбонільну групу та кілька гідроксильних груп. Назва класу сполук походить від слів «гідрати вуглецю», вона була вперше запропонована К. Шмідтом у 1844 році. Поява такої назви пов'язана з тим, що перші з відомих вуглеводів науці описувалися брутто-формулою Cx(H2O)y, формально будучи сполуками вуглецю і води.
Вуглеводи - дуже великий клас органічних сполук, серед них зустрічаються речовини з властивостями, що сильно розрізняються. Це дозволяє вуглеводам виконувати різноманітні функції у живих організмах. З'єднання цього класу становлять близько 80% сухої маси рослин та 2-3% маси тварин

Прості та складні Вуглеводи

Ліворуч D-гліцеральдегід, праворуч діоксиацетон.

Вуглеводи є невід'ємним компонентом клітин і тканин всіх живих організмів представників рослинного та тваринного світу, складаючи (по масі) освну частину оргічної речовини на Землі. Джерелом вуглеводів всім живих організмів є процес фотосинтезу, здійснюваний рослинами. За здатністю до гідролізу на мономери вуглеводи поділяються на дві групи: прості (моносахариди) та складні (дисахариди та полісахариди). Складні вуглеводи, на відміну простих, здатні гідролізуватися з утворенням моносахаридів, мономерів. Прості вуглеводи легко розчиняються у воді та синтезуються у зелених рослинах. Складні вуглеводи є продуктами поліконденсації простих цукрів (моносахаридів), а в процесі гідролітичного розщеплення утворюють сотні та тисячі молекул моносахаридів.

Моносахариди

Поширений у природі моносахарид – бета-D-глюкоза.

Моносахариди(від грецького monos - єдиний, sacchar - цукор) - найпростіші вуглеводи, що не гідролізуються з утворенням більш простих вуглеводів - зазвичай являють собою безбарвні, легко розчинні вводі, погано - в спирті і зовсім нерозчинні в ефірі, тверді прозорі органічні сполуки, одна з основних груп вуглеводів, найпростіша форма цукру. Водні розчини мають нейтральну bsp; pH. Деякі моносахариди мають солодкий смак. Моносахариди містять карбонільну (альдегідну або кетонну) групу, тому їх можна розглядати як похідні багатоатомних спиртів. Моносахарид, у якого карбонільна група розташована в кінці ланцюга, являє собою альдегід і називається альдоза. При будь-якому іншому положенні карбонільної групи моносахарид є кетоном і називається кетозом. Залежно від довжини вуглецевого ланцюга (від трьох до десяти атомів) розрізняють тріози, тетрози, пентози, гексози, гептози тощо. Серед них найбільшого поширення у природі набули пентози та гексози. Моносахариди - стандартні блоки, з яких синтезуються дисахариди, олігосахариди та полісахариди.
У природі у вільному вигляді найбільш поширена D-глюкоза (виноградний цукор або декстроза, C6H12O6) - шестиатомний цукор (гексоза), структурна одиниця (мономер) багатьох полісахаридів (полімерів)-дисахаридів: (мальтози, сахарози та лактози) та полісахаридів (целюзи) крохмаль). Інші моносахариди, переважно, відомі як компоненти ді-, олиго- чи полісахаридів і у вільному стані зустрічаються рідко. Природні полісахариди є основними джерелами моносахаридів.

Дисахариди

Мальтоза (солодовий цукор) - прироний дисахарид, що складається з двох залишків глюкози

Мальтоза(солодовий цукор) - природний дисахарид, що складається з двох залишків глюкози
Дисахариди (від di - два, sacchar - цукор) - складні органічні сполуки, одна з основних груп вуглеводів, при гідролізі кожна молекула розпадається на дві молекули моносахаридів, є приватним сучасним лігосахаридами. За будовою дисахариди є глікозидами, в яких дві молекули моносахаридів з'єднані один з одним глікозидним зв'язком, утвореним в результаті взаємодії гідроксильних груп (двох напівацетальних або однієї напівацетальної і однієї спиртової). Залежно від будови дисахариди поділяються на дві групи: відновлюючі та невідновлювальні. Наприклад, у молекулі мальтози другий залишок моносахариду (глюкози) має вільний напівацетальний гідроксил, що надає даному дисахариду відновлювальні властивості. Дисахариди поряд з полісахаридами є одним з основних джерел вуглеводів у раціоні людини та тварин

Олігосахариди

Рафіноза- природний трисахарид, що складається із залишків D-галактози, D-глюкози та D-фруктози.
Олігосахариди- Вуглеводи, молекули яких синтезовані з 2 - 10 залишків моносахаридів, з'єднаних глікозидними зв'язками. Відповідно розрізняють: дисахариди, трисахариди і таке інше. Олігосахариди, що складаються з однакових моносахаридних залишків, називають гомополісахаридами, а з різних - гетерополісахаридами. Найбільш поширені серед олігосахаридів дисахариди.
Серед природних трисахаридів найбільш поширена рафіноза - невосстановляющий олігосахарид, що містить залишки фруктози, глюкози та галактози - у великих кількостях міститься в цукровому буряку та в багатьох інших рослинах

Полісахариди

Полісахариди- загальна назва класу складних високомолекулярних вуглеводів, молекули яких складаються з десятків, сотень чи тисяч мономерів – моносахаридів. З погляду загальних принципів будови групи полісахаридів можна розрізнити гомополісахариди, синтезовані з однотипних моносахаридних одиниць і гетерополісахариди, котрим характерна наявність двох чи кількох типів мономерних залишків.
Гомополісахариди (глікани), що складаються із залишків одного моносахариду, можуть бути гексозами або пентозами, тобто як мономер може бути використана гексоза або пентоза. Залежно від хімічної природи полісахариду розрізняють глюкани (з залишків глюкози), маннани (з маннози), галактани (з галактози) та інші подібні сполуки. До групи гомополісахаридів належать органічні сполуки рослинного (крохмаль, целюлоза, пектинові речовини), тварини (глікоген, хітин) та бактеріального (декстрани) походження.
Полісахариди необхідні для життєдіяльності тварин та рослинних організмів. Це один із основних джерел енергії організму, що утворюється в результаті обміну речовин. Полісахариди беруть участь у імунних процесах, забезпечують зчеплення клітин у тканинах, є основною масою органічної речовини у біосфері.

Зліва – крохмаль, праворуч – глікоген.

Крохмаль

(C6H10O5)n - суміш двох гомополісахаридів: лінійного - амілози та розгалуженого - амілопектину, мономером яких є альфа-глюкоза. Біла аморфна речовина, не розчинна в холодній воді, здатна до набухання і частково розчинна в гарячій воді. Молекулярна вага 105-107 Дальтон. Крохмаль, синтезований різними рослинами в хлоропластах, під впливом світла при фотосинтезі, трохи відрізняється структурою зерен, ступеня полімеризації молекул, будовою полімерних ланцюгів і фізико-хімічним властивостям. Як правило, вміст амілози в крохмалі становить 10-30%, амілопектину - 70-90%. Молекула амілози містить у середньому близько 1000 залишків глюкози, пов'язаних між собою альфа-1,4 зв'язками. Окремі лінійні ділянки молекули амілопектину складаються з 20-30 таких одиниць, а в точках розгалуження амілопектину залишки глюкози пов'язані міжланцюжковими альфа-1,6-зв'язками. При частковому кислотному гідролізі крохмалю утворюються полісахариди меншою мірою полімеризації - декстрини (C6H10O5)p, а при повному гідролізі - глюкоза.
Глікоген (C6H10O5)n - полісахарид, побудований з залишків альфа-D-глюкози - головний резервний полісахарид вищих тварин і людини, що міститься у вигляді гранул у цитоплазмі клітин практично у всіх органах і тканинах, проте, найбільша його кількість накопичується в м'язах та печінці. Молекула глікогену побудована з поліглюкозидних ланцюгів, що гілкуються, в лінійній послідовності яких, залишки глюкози з'єднані за допомогою альфа-1,4-зв'язками, а в точках розгалуження міжланцюжковими альфа-1,6-зв'язками. Емпірична формула глікогену ідентична формулі крохмалю. За хімічною будовою глікоген близький до амілопектину з більш вираженою розгалуженістю ланцюгів, тому іноді називається неточним терміном «крохмаль тварин». Молекулярна маса 105-108 Дальтон та вище. В організмах тварин є структурним та функціональним аналогом полісахариду рослин – крохмалю. Глікоген утворює енергетичний резерв, який при необхідності заповнити раптовий недолік глюкози може бути швидко мобілізований - сильне розгалуження його молекули веде до наявності великої кількості кінцевих залишків, що забезпечують можливість швидкого відщеплення потрібної кількості молекул глюкози. На відміну від запасу тригліцеридів (жирів), запас глікогену не настільки ємний (в калоріях на грам). Тільки глікоген, запасений у клітинах печінки (гепатоцитах) може бути перероблений у глюкозу для харчування всього організму, при цьому гепатоцити здатні накопичувати до 8 відсотків своєї ваги у вигляді глікогену, що є максимальною концентрацією серед усіх видів клітин. Загальна маса глікогену в печінці дорослих може досягати 100-120 г. У м'язах глікоген розщеплюється на глюкозу виключно для локального споживання і накопичується в менших концентраціях (не більше 1 % від загальної маси м'язів), проте загальний запас у м'язах може перевищувати запас, накопичений у гепатоцитах.

Целюлоза (клітковина) – найбільш поширений структурний полісахарид рослинного світу, що складається із залишків альфа-глюкози, представлених у бета-піранозовій формі. Таким чином, в молекулі бета-глюкопіранозні целюлози мономерні одиниці лінійно з'єднані між собою бета-1,4-зв'язками. При частковому гідроліз целюлози утворюється дисахарид целобіозу, а при повному - D-глюкоза. У шлунково-кишковому тракті людини целюлоза не перетравлюється, тому що набір травних ферментів не містить бета-глюкозидазу. Тим не менш, наявність оптимальної кількості рослинної клітковини в їжі сприяє нормальному формуванню калових мас. Маючи велику механічну міцність, целюлоза виконує роль опорного матеріалу рослин, наприклад, у складі деревини її частка варіює від 50 до 70 %, а бавовна є практично стовідсотковою целюлозою.
Хітін – структурний полісахарид нижчих рослин, грибів та безхребетних тварин (в основному рогові оболонки членистоногих – комах та ракоподібних). Хітін, подібно до целюлози в рослинах, виконує опорні та механічні функції в організмах грибів і тварин. Молекула хітину побудована із залишків N-ацетил-D-глюкозаміну, пов'язаних між собою бета-1,4-глікозію. Макромолекули хітину нерозгалужені та їхнє просторове укладання не має нічого спільного з целюлозою.
Пектинові речовини - полігалактуронова кислота, що міститься в плодах та овочах, залишки D-галактуронової кислоти пов'язані альфа-1,4-глікозидними зв'язками. У присутності органічних кислот здатні до желеутворення, що застосовуються в харчовій промисловості для приготування желе та мармеладу. Деякі пектинові речовини мають противиразковий ефект і є активною складовою низки фармацевтичних препаратів, наприклад, похідне подорожника «плантаглюцид».
Мурамін – полісахарид, опорно-механічний матеріал клітинної стінки бактерій. За хімічною будовою є нерозгалужений ланцюг, побудований з залишків N-ацетилглюкозаміну, що чергуються, і N-ацетилмурамової кислоти, з'єднаних бета-1,4-глікозидним зв'язком. Мурамін по структурній організації (нерозгалужена ланцюг бета-1,4-поліглюкопіранозного скелета) та функціональної ролі дуже близький до хітину та целюлози.
Декстран півсахариди бактеріального походження - синтезуються в умовах промислового виробництва мікробіологічним шляхом (вплив мікроорганізмів Leuconostoc mesenteroides на розчин сахарози) і використовуються як замінники плазми крові (так звані клінічні «декстрани»: Поліглюкін та інші).

Ліворуч D-гліцеральдегід, праворуч L-гліцеральдегід.

Просторова ізомерія

Ізомерія - існування хімічних сполук (ізомерів), однакових за складом та молекулярною масою, що відрізняються за будовою або розташуванням атомів у просторі і, внаслідок цього, за властивостями.
Стереоізомерія моносахаридів: ізомер гліцеральдегіду у якого при проектуванні моделі на площину ОН-група у асиметричного атома вуглецю розташована з правого боку прийнято вважати D-гліцеральдегідом, а дзеркальне відображення - L-гліцеральдегідом. Всі ізомери моносахаридів діляться на D- і L-форми за подібністю розташування ОН-групи в останнього асиметричного атома вуглецю біля СН2ОН-групи (кетози містять один асиметричний атом вуглецю менше, ніж альдози з тим самим числом атомів вуглецю). Природні гексози – глюкоза, фруктоза, манноза та галактоза – за стереохімічними конфігураціями відносять до сполук D-ряду.

Біологічна роль
У живих організмах вуглеводи виконують такі функції:
Структурна та опорна функції. Вуглеводи беруть участь у побудові різних опорних структур. Так целюлоза є основним структурним компонентом клітинних стінок рослин, хітин виконує аналогічну функцію у грибів, а також забезпечує жорсткість екзоскелету членистоногих.
Захисна роль рослин. Деякі рослини мають захисні утворення (шипи, колючки та ін.), що складаються з клітинних стінок мертвих клітин.
Пластична функція. Вуглеводи входять до складу складних молекул (наприклад, пентози (рибоза та дезоксирибоза) беруть участь у побудові АТФ, ДНК та РНК).
Енергетична функція. Вуглеводи служать джерелом енергії: при окисленні 1 г вуглеводів виділяються 4,1 ккал енергії і 0,4 г води.
Запасна функція. Вуглеводи виступають як запасні поживні речовини: глікоген у тварин, крохмаль і інулін - у рослин.
Осмотична функція. Вуглеводи беруть участь у регуляції осмотичного тиску в організмі. Так, у крові міститься 100-110 мг/% глюкози, від концентрації глюкози залежить осмотичний тиск крові.
Рецепторна функція. Олігосахариди входять до складу сприймаючої частини багатьох клітинних рецепторів або молекул-лігандо Біосинтез
У добовому раціоні людини та тварин переважають вуглеводи. Травоїдні отримують крохмаль, клітковину, сахарозу. Хижаки одержують глікоген з м'ясом.
Організми тварин не здатні синтезувати вуглеводи із неорганічних речовин. Вони отримують їх від рослин з їжею і використовують як головне джерело енергії, одержуваної в процесі окислення: У зеленому листі рослин вуглеводи утворюються в процесі фотосинтезу - унікального біологічного процесу перетворення на цукри неорганічних речовин - оксиду вуглецю (IV) і води, що відбувається за участю хлорофілу за рахунок сонячної енергії: Обмін вуглеводів в організмі людини та вищих тварин складається з кількох процесів:
Гідроліз (розщеплення) у шлунково-кишковому тракті полісахаридів та дисахаридів їжі до моносахаридів, з наступним всмоктуванням із просвіту кишки у кровоносне русло.
Глікогеногенез (синтез) та глікогеноліз (розпад) глікогену в тканинах, в основному в печінці.
Аеробний (пентозофосфатний шлях окислення глюкози або пентозний цикл) та анаеробний (без споживання кисню) гліколіз – шляхи розщеплення глюкози в організмі.
Взаємоперетворення гексоз.
Аеробне окислення продукту гліколізу – пірувата (завершальна стадія вуглеводного обміну).
Глюконеогенез – синтез вуглеводів із невуглеводистої сировини (піровиноградна, молочна кислота, гліцерин, амінокислоти та інші органічні сполуки).
[ред.]Найважливіші джерела
Головними джерелами вуглеводів із їжі є: хліб, картопля, макарони, крупи, солодощі. Чистим вуглеводом є цукор. Мед, залежно від свого походження, містить 70-80% глюкози та фруктози.
Для позначення кількості вуглеводів у їжі використовується спеціальна хлібна одиниця.
До вуглеводної групи, крім того, примикають і погано перетравлювані людським організмом клітковина і пектини.

Список найпоширеніших вуглеводів

• Моносахариди

• Олігосахариди

• сахароза (звичайний цукор, очеретяний або буряковий)

• Полісахариди

• галактоманнани

• Глікозаміноглікани (Мукополісахариди)

• хондроїтин-сульфат

• гіалуронова кислота

• гепаран-сульфат

• дерматан-сульфат

• кератан-сульфат

Глюкоза - найбільш важливий з усіх моносахаридів,оскільки вона є структурною одиницею більшості харчових ди- та полісахаридів. У процесі обміну речовин вони розщеплюються на окремі молекули моносахаридів, які в ході багатостадійних хімічних реакцій перетворюються на інші речовини і зрештою окислюються до вуглекислого газу та води – використовуються як «паливо» для клітин. Глюкоза – необхідний компонент обміну вуглеводів. При зниженні її рівня в крові або високій концентрації та неможливості використання, як це відбувається при діабеті, настає сонливість, може настати втрата свідомості (гіпоглікемічна кома). Глюкоза «в чистому вигляді», як моносахарид, міститься в овочах та фруктах. Особливо багаті на глюкозу виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, суниця – 2,7%, слива – 2,5%, кавун – 2,4%. З овочів найбільше глюкози міститься у гарбузі – 2,6%, у білокачанній капусті – 2,6%, у моркві – 2,5%.

Глюкоза має меншу насолоду, ніж найвідоміший дисахарид – сахароза. Якщо прийняти насолоду сахарози за 100 одиниць, то насолода глюкози складе 74 одиниці.

Фруктозає одним із найпоширеніших вуглеводівфруктів. На відміну від глюкози, вона може без участі інсуліну проникати з крові в клітини тканин. З цієї причини фруктоза рекомендується як найбільш безпечне джерело. вуглеводівдля хворих на діабет. Частина фруктози потрапляє в клітини печінки, які перетворюють її на більш універсальне «паливо» - глюкозу, тому фруктоза теж здатна підвищувати цукру в крові, хоча і значно меншою мірою, ніж інші прості цукру. Фруктоза легша, ніж глюкоза, здатна перетворюватися на жири. Основною перевагою фруктози є те, що вона в 2,5 рази солодша за глюкозу і в 1,7 – сахарозу. Її застосування замість цукру дозволяє зменшити загальне споживання. вуглеводів.

Основними джерелами фруктози в їжі є виноград – 7,7%, яблука – 5,5%, груші – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, кавуни – 4,3%, чорна смородина – 4,2% , Малина - 3,9%, суниця - 2,4%, дині - 2,0%. В овочах вміст фруктози невеликий – від 0,1% у буряках до 1,6% у білокачанній капусті. Фруктоза міститься у меді – близько 3,7%. Достовірно доведено, що фруктоза, що має значно більш високу насолоду, ніж сахароза, не викликає карієсу, якому сприяє споживання цукру.

Галактозау продуктах у вільному вигляді не зустрічається. Вона утворює дисахарид із глюкозою – лактозу (молочний цукор) – основний вуглеводмолока та молочних продуктів.

Лактоза розщеплюється у шлунково-кишковому тракті до глюкози та галактози під дією ферменту лактази.Дефіцит цього ферменту в деяких людей призводить до непереносимості молока. Нерозщеплена лактоза є хорошою поживною речовиною для кишкової мікрофлори. При цьому можливе рясне газоутворення, живіт «пучить». У кисломолочних продуктах більшу частину лактози зброджують до молочної кислоти, тому люди з лактазною недостатністю можуть переносити кисломолочні продукти без неприємних наслідків. Крім того, молочнокислі бактерії у кисломолочних продуктах пригнічують діяльність кишкової мікрофлори та знижують несприятливі дії лактози.

Галактоза, що утворюється при розщепленні лактози, перетворюється на печінки на глюкозу. При вродженому спадковому недоліку або відсутності ферменту, що перетворює галактозу на глюкозу, розвивається тяжке захворювання. галактоземія,яка веде до розумової відсталості.

Дисахарид, утворений молекулами глюкози та фруктози, - це цукроза.Вміст сахарози у цукрі 99,5%. Те, що цукор – це «біла смерть», любителі солодкого знають так само добре, як курці те, що крапля нікотину вбиває коня. На жаль, обидві ці великі істини частіше є приводом для жартів, ніж для серйозних роздумів і практичних висновків.

Цукор швидко розщеплюється в шлунково-кишковому тракті, глюкоза та фруктоза всмоктуються в кров і служать джерелом енергії та найбільш важливим попередником глікогену та жирів. Його часто називають «носієм порожніх калорій», тому що цукор – це чистий. вуглеводі не містить інших поживних речовин, таких як, наприклад, вітаміни, мінеральні солі. З рослинних продуктів найбільше сахарози міститься у буряках – 8,6%, персиках – 6,0%, динях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. У овочах, крім буряків, значний вміст сахарози відзначається у моркві – 3,5%. В інших овочах вміст сахарози коливається від 04 до 07%. Крім власне цукру, основними джерелами сахарози є варення, мед, кондитерські вироби, солодкі напої, морозиво.

При поєднанні двох молекул глюкози утворюється мальтоза- солодовий цукор. Її містять мед, солод, пиво, патока та хлібобулочні та кондитерські вироби, виготовлені з додаванням патоки.

Усі полісахариди, представлені у їжі людини, за рідкісними винятками, є полімерами глюкози.

Крохмаль - основний з полісахаридів, що перетравлюються.На його частку припадає до 80% споживаних з їжею вуглеводів.

Джерелом крохмалю служать рослинні продукти, переважно злакові: крупи, борошно, хліб, і навіть картопля. Найбільше крохмалю містять крупи: від 60% у гречаній крупі (ядриці) до 70% - у рисовій. Зі злаків найменше крохмалю міститься у вівсяній крупі та продуктах її переробки: толокні, вівсяних пластівцях «Геркулес» - 49%. Макаронні вироби містять від 62 до 68% крохмалю, хліб з житнього борошна залежно від сорту – від 33% до 49%, пшеничний хліб та інші вироби з пшеничного борошна – від 35 до 51% крохмалю, борошно – від 56 (житнє) до 68% (пшенична вищого гатунку). Крохмалю багато і в бобових продуктах – від 40% у сочевиці до 44% у гороху. З цієї причини сухі горох, квасоля, сочевицю, нут відносять до зернобобовим.Особняком стоять соя, яка містить лише 3,5% крохмалю, та соєве борошно (10-15,5%). Через високий вміст крохмалю в картоплі (15-18%) в дієтології його відносять не до овочів, де основні вуглеводипредставлені моносахариди та дисахаридами, а до крохмалистих продуктів нарівні зі злаковими та зернобобовими.

У топінамбурі та деяких інших рослинах вуглеводизапасаються у вигляді полімеру фруктози - інуліну.Харчові продукти з добавкою інуліну рекомендують при діабеті і особливо для його профілактики (нагадаємо, що фруктоза дає менше навантаження на підшлункову залозу, ніж інші цукру).

Глікоген- «тварини крохмаль» - складається з сильно розгалужених ланцюжків молекул глюкози. Він у невеликих кількостях міститься у тваринних продуктах (у печінці 2-10%, у м'язовій тканині – 0,3-1%).

Цукровий діабет (ЦД)- ендокринне захворювання, що характеризується синдромом хронічної гіперглікемії, що є наслідком недостатньої продукції або дії інсуліну, що призводить до порушення всіх видів обміну речовин, насамперед вуглеводного, ураження судин (ангіопатії), нервової системи (нейропатії), а також інших органів та систем. Згідно з визначенням ВООЗ (1985) – цукровий діабет – стан хронічної…

У даному матеріалі нам доведеться повністю розібратися з такою інформацією, як:

• Що таке вуглеводи?
• Які джерела вуглеводів "правильні" і як їх включати до свого раціону?
• Що таке глікемічний індекс?
• Як відбувається розщеплення вуглеводів?
• Чи дійсно вони після переробки перетворюються на жировий прошарок на тілі?

Починаємо з теорії

Вуглеводи (їх ще називають сахаридами) являють собою органічні сполуки природного походження, які здебільшого зустрічаються у світі рослинному. Утворюються вони в рослинах у процесі фотосинтезу та зустрічаються практично в будь-якій рослинній їжі. До складу вуглеводів входить вуглець, кисень та водень. В організм людини вуглеводи надходять в основному з їжею (містяться у крупах, фруктах, овочах, бобових та інших продуктах), також виробляються з деяких кислот і жирів.

Вуглеводи є не лише головним джерелом енергії людини, але виконують і низку інших функцій:

Звичайно, якщо розглядати вуглеводи виключно з точки зору нарощування м'язової маси, то вони виступають як доступне джерело енергії. В цілому ж, в організмі енергетичний запас міститься в жирових депо (порядку 80%), у білкових – 18%, а на вуглеводи припадає лише 2%.

Важливо: вуглеводи накопичуються в організмі людини у поєднанні з водою (1г вуглеводів вимагає 4г води). А ось жировим відкладенням вода не потрібна, тому накопичувати їх простіше, а після - використовувати як резервне джерело енергії.

Всі вуглеводи можна розділити на два види (див. зображення): прості (моносахариди та дисахариди) та складні (олігосахариди, полісахариди, клітковина).

Моносахариди (прості вуглеводи)

Вони міститься одна цукрова група, наприклад: глюкоза, фруктора, галактоза. А тепер про кожну докладніше.

Глюкоза- є основним «паливом» людського організму та постачає енергію до головного мозку. Також вона бере участь у процесі утворення глікогену, а для нормального функціонування еритроцитів необхідно близько 40 г глюкози на добу. Разом з їжею людина споживає близько 18г, а добова доза становить 140г (необхідно правильної роботи центральної нервової системи).

Виникає закономірне питання, звідки тоді організм черпає потрібну кількість глюкози для своєї роботи? Про все по порядку. У людському організмі все продумано до дрібниць, а запаси глюкози зберігаються як сполук глікогену. І тільки тіло вимагає «дозаправки», частина молекул розщеплюється і використовується.

Рівень глюкози в крові – величина відносно постійна та регулюється спеціальним гормоном (інсуліном). Як тільки людина споживає багато вуглеводів, а рівень глюкози різко зростає, бере на роботу інсулін, який знижує кількість до необхідного рівня. І можете не перейматися порцією з'їдених вуглеводів, в кров надходитиме рівно стільки, скільки вимагає організм (за рахунок роботи інсуліну).

Багаті глюкозою такі продукти, як:

• Виноград – 7.8%;
• Вишня та черешня - 5.5%;
• Малина – 3.9%;
• Гарбуз – 2.6%;
• Морква – 2.5%.

Важливо: насолода глюкози досягає позначки 74 одиниці, а сахарози - 100 одиниць.

Фруктоза є цукром природного походження, який міститься в овочах і фруктах. Але важливо пам'ятати, що вживання фруктози у великих кількостях не тільки не приносить користі, але й завдає шкоди. Величезні порції фруктози потрапляють у кишечник та викликають підвищену секрецію інсуліну. А якщо зараз ви не займаєтеся активними фізичними навантаженнями, то вся глюкоза зберігається у вигляді жирових відкладень. Головними джерелами фруктози є такі продукти, як:

• Виноград та яблука;
• Дині та груші;

Фруктоза набагато солодша за глюкозу (у 2.5 рази), але незважаючи на це, вона не руйнує зуби і не викликає карієс. Галактоза у вільному вигляді практично ніде не зустрічається, а найчастіше є компонентом молочного цукру, що називається лактозою.

Дисахариди (прості вуглеводи)

До складу дисахаридів завжди входять прості цукри (у кількості 2х молекул) і одна молекула глюкози (сахароза, мальтоза, лактоза). Давайте розглянемо докладніше кожну з них.

Сахароза складається з молекул фруктози та глюкози. Найчастіше вона зустрічається у побуті у вигляді звичайного цукру, який ми використовуємо під час приготування і просто кладемо в чай. Так ось саме цей цукор і відкладається в прошарок підшкірного жиру, тому не варто захоплюватися зі споживаною кількістю, навіть у чаї. Основними джерелами сахарози є цукор і буряк, сливи та варення, морозиво та мед.

Мальтоза є сполукою 2х молекул глюкози, які у великій кількості містяться в таких продуктах, як: пиво, молодий, мед, патока, будь-які кондитерські вироби. Лактоза ж в основному міститься в молочних продуктах, а в кишечнику розщеплюється і перетворюється на галактозу і глюкозу. Найбільше лактози міститься у молоці, сирі, кефірі.

Ось ми й розібралися із простими вуглеводами, саме час переходити до складних.

Складні вуглеводи

Усі складні вуглеводи можна розділити на дві категорії:

• Ті, що засвоюються (крохмаль);
• Ті, що не засвоюються (клітковина).

Крохмаль є основним джерелом вуглеводів, що лежить в основі піраміди харчування. Найбільше його міститься у зернових культурах, у бобових та картоплі. Головні джерела крохмалю – це гречана, вівсяна, перлова крупа, а також сочевиця та горох.

Важливо: використовуйте у своєму раціоні запечену картоплю, в якій міститься велика кількість калію та інших мінералів. Це особливо важливо, оскільки під час варіння молекули крохмалю набухають та зменшують корисну цінність продукту. Тобто, спочатку продукт може містити 70%, а після варіння може і 20% не залишитися.

Клітковина відіграє дуже важливу роль у роботі людського організму. З її допомогою нормалізується робота кишечника та всього шлунково-кишкового тракту в цілому. Також вона створює необхідне живильне середовище для розвитку важливих мікроорганізмів у кишечнику. Організм практично не перетравлює клітковину, проте забезпечує відчуття швидкого насичення. Овочі, фрукти та хліб грубого помелу (в яких великий вміст клітковини) використовуються для профілактики ожиріння (оскільки швидко викликають почуття ситості).

А тепер перейдемо до інших процесів, пов'язаних із вуглеводами.

Як організм накопичує вуглеводи

Запаси вуглеводів у людському організмі розташовані у м'язах (перебуває 2/3 від загальної кількості), а решта – у печінці. Усього запасу вистачає лише на 12-18 годин. І якщо не поповнити запаси, то організм починає відчувати нестачу, і синтезує необхідні речовини з білків і проміжних продуктів обміну. В результаті запаси глікогену в печінці можуть суттєво виснажитися, що спричинить відкладення жирів у її клітинах.

По помилці багато хто худне для більш «ефективного» результату істотно урізує кількість вуглеводів, що споживаються, сподіваючись, що організм витрачатиме запаси жиру. Насправді ж, першими «у витрату» йдуть білки, і лише потім жирові відкладення. Важливо пам'ятати про те, що велика кількість вуглеводів призведе до швидкого набору маси тільки в тому випадку, якщо вони надходять до організму великими порціями (а також вони мають бути швидко засвоєними).

Метаболізм вуглеводів

Метаболізм вуглеводів залежить від того, скільки глюкози знаходиться в кровоносній системі та ділиться на три типи процесів:

• Гліколіз - розщеплюється глюкоза, а також інші цукри, після чого виробляється необхідна кількість енергії;
• Глікогенез - синтезується глікоген та глюкоза;
• Гліконеогенез – у процес розщеплення гліцерину, амінокислот та молочної кислоти у печінці та нирках утворюється необхідна глюкоза.

Рано-вранці (після пробудження) запаси глюкози в крові різко падають з простої причини - відсутність підживлення у вигляді фруктів, овочів та інших продуктів, що містять глюкозу. Організм підживлюється і власними силами, 75% яких здійснюється у процесі гліколізу, а 25% посідає гліконеогенез. Тобто виходить, що ранковий час вважається оптимальним для того, щоб використовувати як джерело енергії наявні запаси жиру. А ще додати до цього легкі кардіонавантаження, то можна позбавитися кількох зайвих кілограмів.

Тепер ми нарешті-те переходимо до практичної частини питання, а саме: які вуглеводи корисні для атлетів, а також у яких оптимальних кількостях їх потрібно споживати.

Вуглеводи та бодібілдинг: хто, що, скільки

Пару слів про глікемічний індекс

Якщо вести мову про вуглеводи, не можна не згадати такий термін, як «глікемічний індекс» - тобто швидкість, на яку засвоюються вуглеводи. Він показник того, з якою швидкістю той чи інший продукт здатний збільшити кількість глюкози в крові. Найбільший глікемічний індекс дорівнює 100 і відноситься до самої глюкози. Організм після споживання їжі з великим глікемічним індексом, починає запасати калорії і відкладає жирові відкладення під шкірою. Отже, всі продукти з високими показниками ГІ - вірні супутники того, щоб стрімко набирати зайві кілограми.

Продукти з низьким показником ГІ - джерело вуглеводів, який тривалий час, постійно і рівномірно підживлює організм і забезпечує планомірне надходження глюкози в кров. З їхньою допомогою можна максимально правильно налаштувати організм на тривале відчуття ситості, а також підготувати тіло до активних фізичних навантажень у залі. Існують навіть спеціальні таблиці продуктів харчування, у яких вказано глікемічний індекс (див. зображення).

Потреба організму у вуглеводах та правильні джерела

Ось і настав момент, коли ми розберемося, скільки вуглеводів потрібно споживати в грамах. Логічно припустити, що заняття бодібілдингом - дуже затратний у плані енергії процес. Тому якщо ви хочете, щоб якість тренувань не страждала, потрібно забезпечувати свій організм достатньою кількістю «повільних» вуглеводів (близько 60-65%).

• Тривалість тренування;
• Інтенсивність навантаження;
• Швидкість метаболізму в організмі.

Важливо пам'ятати, що опускатися нижче за планку в 100г на добу не потрібно, а також мати ще в запасі 25-30г, які припадають на клітковину.

Пам'ятайте і про те, що звичайна людина на добу споживає близько 250-300 г вуглеводів. Для тих, хто займається в залі з обтяженнями, добова норма збільшується і доходить до 450-550г. Але їх ще потрібно правильно вжити, та й у потрібний час (у першій половині дня). Чому слід робити саме так? Схема проста: у першій половині дня (після сну) організм накопичує вуглеводи у тому, щоб «підживити» ними своє тіло (що потрібно м'язового глікогену). Час, що залишився (після 12 годин), вуглеводи спокійно відкладаються у вигляді жирового прошарку. Тож дотримуйтесь правила: вранці більше, увечері – менше. Після тренувань важливо дотримуватись правил білково-вуглеводного вікна.

Важливо: білково-вуглеводне вікно - нетривалий відрізок часу, протягом якого людський організм стає здатним засвоїти підвищену кількість нутрієнтів (витрачаються на відновлення запасів енергії та м'язів).

Вже стало зрозуміло, що організму необхідно постійно отримувати підживлення як «правильних» вуглеводів. А щоб розібратися з кількісними значеннями, розглянемо наведену нижче таблицю.

У поняття «правильних» вуглеводів входять ті речовини, що мають високу біологічну цінність (кількість вуглеводів/100 г продукту) і низький глікемічний індекс. До них входять такі продукти, як:

• Печену або відварену в шкірці картопля;
• Різні каші (вівсяна, перлова, гречана, пшенична);
• Хлібобулочні вироби з борошна грубого помелу та з висівками;
• Макаронні вироби (з твердих сортів пшениці);
• Фрукти, у яких низький вміст фруктози та глюкози (грейпфрути, яблука, помело);
• Овочі волокнисті та крохмалисті (ріпа та морква, гарбуз та кабачки).

Саме такі продукти повинні обов'язково бути присутніми у вашому раціоні.

Ідеальний час, щоб споживати вуглеводи

Найкращий час для вживання дози вуглеводів є:

• Час після ранкового сну;
• До тренування;
• Після тренування;
• Під час тренування.

Причому, кожен із періодів важливий і серед них немає більш менш відповідного. Також вранці, крім корисних та повільних вуглеводів, можна з'їсти що-небудь солодке (невелика кількість швидких вуглеводів).

Перед тим, як вирушити на тренування (за 2-3 години), потрібно підживити організм вуглеводами із середніми показниками глікемічного індексу. Наприклад, з'їсти макарони чи кукурудзяну/рисову кашу. Це забезпечить необхідний запас енергії для м'язів та мозку.

Під час занять можна використовувати проміжне харчування, тобто вживати напої з вмістом вуглеводів (кожний 20 хвилин по 200мл). Від цього буде подвійна користь:

• Заповнення запасів рідини в організмі;
• Поповнення м'язового депо глікогену.

Після тренування найкраще прийняти насичений білково-вуглеводний коктейль, а через 1-1,5 години після завершення тренінгу щільно поїсти. Найкраще для цього підійде гречана або перлова каша або картопля.

Тепер саме час поговорити у тому, яку роль грають вуглеводи у процесі нарощування м'язової маси.

Чи допомагають вуглеводи нарощувати м'язи?

Прийнято вважати, що тільки білки є будівельним матеріалом для м'язів і їх потрібно споживати для того, щоб нарощувати м'язову масу. Насправді ж це не зовсім так. Більше того, вуглеводи не лише допомагають у нарощуванні м'язів, вони можуть допомогти у боротьбі із зайвими кілограмами. Але все це можливе лише в тому випадку, якщо їх правильно споживати.

ВажливоДля того, щоб у тілі з'явилося 0.5 кг м'язів, потрібно спалити 2500 калорій Звичайно, що білки такої кількості забезпечити не можуть, тому на допомогу якраз і приходять вуглеводи. Вони надають необхідну енергію організму та захищають білки від руйнувань, дозволяючи їм виступати як будівельний матеріал для м'язів. Також вуглеводи сприяють швидкому спалюванню жиру. Виходить це за рахунок того, що достатня кількість вуглеводів сприяє витраті жирових клітин, які постійно спалюються у процесі навантаження.

Потрібно пам'ятати і про те, що залежно від рівня натренованості атлета, його м'язи можуть зберігати більший запас глікогену. Щоб нарощувати м'язову масу потрібно приймати по 7г вуглеводів на кожен кілограм тіла. Не забувайте і про те, якщо ви стали приймати більше вуглеводів, то інтенсивність навантаження потрібно також збільшувати.

Щоб ви вже повністю розібралися з усіма характеристиками нутрієнтів та зрозуміли, чого і скільки потрібно споживати (залежно від віку, фізичної активності та статі), уважно вивчіть наведену нижче таблицю.

• Група 1 – переважно розумова/сидяча робота.
• Група 2 - сфера обслуговування/активна сидяча робота.
• Група 3 – робота середньої тяжкості – слюсарі, верстатники.
• Група 4 – важка робота – будівельники, нафтовики, металурги.
• Група 5 – дуже важка робота – шахтарі, сталевари, вантажники, спортсмени у змагальний період.

А тепер підсумки

Щоб ефективність тренувань завжди була на висоті, а у вас було багато сил та енергії для цього, важливо дотримуватись певних правил:

• Раціон на 65-70% повинен складатися з вуглеводів, причому вони мають бути "правильними" з низьким показником глікемічного індексу;
• Перед тренуванням потрібно споживати продукти із середніми показниками ГІ, після занять – із низьким ГІ;
• Сніданок має бути максимально щільним, а в першій половині дня потрібно з'їдати більшу частину добової дози вуглеводів;
• Купуючи продукти, звіряйтеся з таблицею глікемічного індексу та вибирайте ті, що мають середні та низькі показники ГІ;
• Якщо хочеться з'їсти продукти з високими показниками ГІ (мед, варення, цукор), краще робити вранці;
• Включіть до свого раціону більше каш і регулярно їх вживайте;
• Запам'ятайте, вуглеводи - помічники білків у процесі нарощування м'язової маси, тому якщо відчутного результату довго немає, потрібно переглядати свій раціон і кількість вуглеводів, що споживаються;
• Їжте не солодкі фрукти та клітковину;
• Пам'ятайте про хліб з борошна грубого помелу, а також про запечену в шкірці картоплю;
• Постійно поповнюйте запас знань про здоров'я та бодібілдінг.

Якщо дотримуватись цих простих правил, то енергії у вас помітно додасться, а результативність тренувань зросте.

Замість ув'язнення

Як результат хочеться сказати, що підходити до тренувань потрібно осмислено і зі знанням справи. Тобто потрібно запам'ятовувати не лише які вправи, як їх робити і скільки підходів. Але також приділяти увагу харчуванню, пам'ятати про білки, жири, вуглеводи та воду. Адже саме сукупність правильних тренувань та якісне харчування дозволить швидше досягти наміченої мети – гарне атлетичне тіло. Продукти мають бути не просто набором, а засобом досягнення необхідного результату. Тож думайте не лише у залі, а й під час харчування.

Сподобалось? - Розкажи друзям!

Загальна характеристика, будова та властивості вуглеводів.

Вуглеводи – це багатоатомні спирти, які містять у своєму складі, крім спиртових груп, альдегідну чи кетогрупу.

Залежно від типу групи у складі молекули розрізняють альдози та кетози.

Вуглеводи дуже поширені у природі, особливо у рослинному світі, де становлять 70 – 80 % маси сухої речовини клітин. У тваринному організмі з їхньої частку припадає лише близько 2 % маси тіла, проте тут їх роль щонайменше важлива.

Вуглеводи здатні відкладатися у вигляді крохмалю в рослинах та глікогену в організмі тварин та людини. Ці запаси витрачаються при необхідності. В організмі людини вуглеводи відкладаються в основному в печінці та м'язах, які є його депо.

Серед інших компонентів організму вищих тварин і людини частку вуглеводів припадає 0,5% маси тіла. Проте вуглеводи мають значення для організму. Ці речовини разом із білками у формі протеогліканівлежать в основі сполучної тканини. Вуглеводовмісні білки (глікопротеїни та мукопротеїни) – складова частина слизів організму (захисна, обволікаюча функції), транспортних білків плазми та імунологічно активних сполук (группоспецифічні речовини крові). Частина вуглеводів виконує функції запасного палива для отримання організмів енергії.

Функції вуглеводів:

• Енергетична – вуглеводи є одним із основних джерел енергії для організму, забезпечуючи не менше 60% енерговитрат. Для діяльності мозку, клітин крові, мозкової речовини нирок практично вся енергія постачається за рахунок окиснення глюкози. При повному розпаді 1 г вуглеводів виділяється 4,1 ккал/моль(17,15 кДж/моль) енергії.

• Пластична - Вуглеводи або їх похідні виявляються у всіх клітинах організму. Вони входять до складу біологічних мембран та органоїдів клітин, беруть участь в утворенні ферментів, нуклеопротеїдів тощо. У рослинах вуглеводи служать переважно опорним матеріалом.

• Захисна - В'язкі секрети (слиз), що виділяється різними залозами, багаті вуглеводами або їх похідними (мукополісахаридами та ін). Вони захищають внутрішні стінки порожнистих органів шлунково-кишкового тракту, повітроносних шляхів від механічних та хімічних впливів, проникнення патогенних мікробів.

• Регуляторна – їжа людини містить значну кількість клітковини, груба структура якої викликає механічне подразнення слизової оболонки шлунка та кишечника, беручи участь таким чином у регуляції акту перистальтики.

• Специфічна - Окремі вуглеводи виконують в організмі спеціальні функції: беруть участь у проведенні нервових імпульсів, утворенні антитіл, забезпеченні специфічності груп крові і т.д.

Функціональне значення вуглеводів визначає необхідність забезпечення організму цими поживними речовинами. Добова потреба у вуглеводах в людини становить середньому 400 – 450 р з урахуванням віку, роду праці, статі та інших чинників.

Елементарний склад. Вуглеводи складаються з наступних хімічних елементів: вуглецю, водню та кисню. Більшість вуглеводів має загальну формулу З n (H 2 O ) n . Однак серед вуглеводів зустрічаються речовини, що не відповідають наведеній формулі, наприклад рамноза С 6 Н 12 Про 5 та ін. У той же час відомі речовини, склад яких відповідає загальній формулі вуглеводів, але за властивостями вони не належать до них (оцтова кислота С 2 12 Про 2). Тому назва «вуглеводи» є досить умовною і не завжди відповідає хімічній структурі цих речовин.

Вуглеводи– це органічні речовини, які є альдегідами або кетони багатоатомних спиртів.

Моносахариди

Моносахариди – це багатоатомні аліфатичні спирти, що містять у своєму складі альдегідну групу (альдози) або кетогрупу (кетози).

Моносахариди є тверді, кристалічні речовини, розчинні у воді і солодкі на смак. У певних умовах вони легко окислюються, внаслідок чого альдегідоспирти перетворюються на кислоти, внаслідок чого альдегідоспирти перетворюються на кислоти, а при відновленні – на відповідні спирти.

Хімічні властивості моносахаридів :

• Окислення до моно-, дикарбонових та глікуронових кислот;

• Відновлення спиртів;

• Утворення складних ефірів;

• Утворення глікозидів;

• Бродіння: спиртове, молочнокисле, лимоннокисле та маслянокисле.

Моносахариди, які не можуть бути гідролізовані на простіші цукру. Тип моносахариду залежить від довжини вуглеводневого ланцюга. Залежно кількості атомів вуглецю їх поділяють на тріози, тетрози, пентози, гексози.

Тріози: гліцериновий альдегід та діоксиацетон, вони є проміжними продуктами розпаду глюкози та беруть участь у синтезі жирів. обидві тріози можна отримати зі спирту гліцеролу шляхом його дегідрування або гідрування.

Тетрози:еритрозу – бере активну участь у процесах обміну речовин.

Пентози: рибоза та дезоксирибозу – складові нуклеїнових кислот, рибульозу та ксилульозу – проміжні продукти окислення глюкози.

Гексози: вони найбільш широко представлені в тваринному та рослинному світі та відіграють велику роль в обмінних процесах. До них відносяться глюкоза, галактоза, фруктоза та ін.

Глюкоза (виноградний цукор) . Є основним вуглеводом рослин та тварин. Важлива роль глюкози пояснюється тим, що вона є основним джерелом енергії, становить основу багатьох оліго- та полісахаридів, бере участь у підтримці осмотичного тиску. Транспорт глюкози в клітини регулюється у багатьох тканинах гормоном підшлункової залози – інсуліном. У клітині в ході багатостадійних хімічних реакцій глюкоза перетворюються на інші речовини (проміжні продукти, що утворюються при розпаді глюкози використовуються для синтезу амінокислот і жирів), які в кінцевому підсумку окислюються до вуглекислого газу і води, при цьому виділяється енергія, що використовується організмом для забезпечення життєдіяльності. За рівнем глюкози в крові зазвичай судять про стан вуглеводного обміну в організмі. При зниженні рівня глюкози в крові або її високій концентрації та неможливості використання, як це відбувається при діабеті, настає сонливість, може настати втрата свідомості (гіпоглікемічна кома). Швидкість надходження глюкози в тканини мозку та печінки не залежить від інсуліну та визначається лише концентрацією її в крові. Ці тканини називаються інсулінонезалежними. Без присутності інсуліну глюкоза не надійде в клітину і не буде використана як паливо.

Галактоза. Просторовий ізомер глюкози, що відрізняється розташуванням ОН-групи у четвертого атома вуглецю. Входить до складу лактози, деяких полісахаридів та гліколіпідів. Галактоза може ізомеризуватися в глюкозу (у печінці, молочній залозі).

Фруктоза (Плодовий цукор). У великій кількості перебуває у рослинах, особливо у плодах. Багато її у фруктах, цукрових буряках, меді. Легко ізомеризується в глюкозу. Шлях розпаду фруктози коротший і енергетично вигідний, ніж глюкози. На відміну від глюкози, вона може без участі інсуліну проникати з крові в клітини тканин. З цієї причини фруктоза рекомендується як найбільш безпечне джерело вуглеводів для хворих на діабет. Частина фруктози потрапляє в клітини печінки, які перетворюють її на більш універсальне "паливо" - глюкозу, тому фруктоза теж здатна підвищувати рівень цукру в крові, хоча і значно меншою мірою, ніж інші прості цукру.

За хімічною будовою глюкоза та галактоза є альдегідоспиртами, фруктоза – кетоноспиртом. Відмінності в структурі глюкози та фруктози характеризують і відмінності та деякі їх властивості. Глюкоза відновлює метали з їх оксидів, фруктоза такою властивістю не має. Фруктоза приблизно 2 разу повільніше всмоктується з кишечника проти глюкозою.

При окисненні шостого вуглецевого атома в молекулі гексоз утворюються гексуронові (уронові) кислоти : з глюкози - глюкуронова, з галактози - галактуронова.

Глюкуронова кислота бере активну участь в обмінних процесах в організмі, наприклад в знешкодженні токсичних продуктів, входить до складу мукополісахаридів і т. д. Функція її полягає в тому, що вона з'єднується в органі. низмі з речовинами, погано розчинними у воді. В результаті речовина, що зв'язується стає водорозчинною і виводиться з сечею. Такий шлях виведення особливо важливий на водоймі.розчинних стероїдних гормонів, продуктів їхнього розпаду, а також виділення продуктів розпаду лікарських речовин.Без взаємодії з глюкуроновою кислотою порушуються подальший розпад та виділення з організму жовчних пігментів.

Моносахариди можуть мати аміногрупу .

При заміні в молекулі гексоз ВІН-групи другого вуглецевого атома на аміногрупу утворюються аміносахара - гексозаміни: з глюкози синтезуєтьсяглюкозамін,ізгалактози - галактозамін, які входять до складу клітинних оболонок і борошно-полісахаридів як у вільному вигляді, так і у поєднанні з оцтовою кислотою.

Аміносахарами називаються моносахариди, які намісці ОН-групи несуть аміногрупу (- N Н 2).

Аміносахара є найважливішою складовою глікозаміногліканів.

Моносахариди утворюють ефіри . ВІН-група молекули моносахариду; як усяка спиртова група може взаємодіяти з кислотою. У проміжному обмініефіри цукрів мають велике значення. Щоб включитичіться в обмін речовин, цукор повинен статифосфорним ефіром. У цьому фосфорилируются кінцеві вуглецеві атоми. У гексоз – це С-1 та С-6, у пентоз – С-1 та С-5 тощо. Більше двох ОН-груп фосфорилювання не піддається. Тому основну роль грають моно-і дифосфати цукрів. У назвіфосфорного ефіру зазвичай вказують на позицію ефірного зв'язку.

Олігосахариди

Олігосахариди мають у своєму складі два і більшемоносахариду. Вони зустрічаються в клітинах та біологічних рідинах, як у вільному вигляді, так і у поєднанні з білками. Для організму мають велике значення дисахариди: сахароза, мальтоза, лактоза та ін. Ці вуглеводи виконують енергетичну функцію. Передбачається, що, входячи до складу клітин, вони беруть участь у процесі «впізнавання» клітин.

Сахароза(буряковий або очеретяний цукор). Складається з молекул глюкози та фруктози. Вона є є рослинним продуктом найважливішим компонентом їжі, має найбільш солодкий смак у порівнянні з іншими дисахаридами і глюкозою.

Вміст сахарози у цукрі становить 95%. Цукор швидко розщеплюється в шлунково-кишковому тракті, глюкоза та фруктоза всмоктуються в кров і служать джерелом енергії та найбільш важливим попередником глікогену та жирів. Його часто називають "носієм порожніх калорій", тому що цукор - це чистий вуглевод, він не містить інших поживних речовин, таких як, наприклад, вітаміни, мінеральні солі.

Лактоза(молочний цукор)складається з глюкози та галактози, синтезується в молочних залозах у період лактації.У шлунково-кишковому тракті розщеплюється під впливом ферменту лактази. Дефіцит цього ферменту в деяких людей призводить до непереносимості молока. Дефіцит цього ферменту спостерігається приблизно у 40% дорослого населення. Нерозщеплена лактоза є хорошою поживною речовиною для кишкової мікрофлори. При цьому можливе рясне газоутворення, живіт "пучить". У кисломолочних продуктах більшу частину лактози зброджують до молочної кислоти, тому люди з лактазною недостатністю можуть переносити кисломолочні продукти без неприємних наслідків. Крім того, молочнокислі бактерії у кисломолочних продуктах пригнічують діяльність кишкової мікрофлори та знижують несприятливі дії лактози.

Мальтоза складається з двох молекул глюкози і є основним структурним компонентом крохмалю та глікогену.

Полісахариди

Полісахариди - Високомолекулярні вуглеводи,що складаються з великої кількості моносахаридів. Вони мають гідрофільні властивості і при розчиненні у воді утворюють колоїдні розчини.

Полісахариди поділяються на гомо- та ґетеРополісахариди.

Гомополісахариди. Мають у складі моноцукри тільки одного виду. Гак, крохмаль та глікоген построєни тільки з молекул глюкози, інулін – фруктози. Гомополісахариди мають дуже розгалужене ну структуру і є сумішшю двох полімерів - амілози та амілопектину. Амілоза складається з 60-300 залишків глюкози, з'єднаних у чи ланцюг за допомогою кисневого містка,утвореного між першим вуглецевим атомом однієї молекули та четвертим вуглецевим атомом іншої (зв'язок 1,4).

Амілозарозчинна у гарячій воді і дає з йодом синє фарбування.

Амілопектін - розгалужений полімер, що складається як з нерозгалужених ланцюгів (зв'язок 1,4), так і розгалужених, які утворюються за рахунок зв'язків між першим вуглецевим атомом однієї молекули глюкози і шостим вуглецевим атомом іншого припомощика кисневого містка (зв'язок 1,6).

Представниками гомополісахаридів є крохмаль, клітковина та глікоген.

Крохмаль(полісахарид рослин)- Складається з декількох тисяч залишків глюкози, 10-20% яких представлено амілозою, а 80-90% амілопектином. Крохмаль нерозчинний у холодній воді, а в гарячій утворює колоїдний розчин, званий у побуті крохмальним клейстером. Перед крохмалю припадає до 80% вуглеводів, що споживаються з їжею. Джерелом крохмалю служать рослинні продукти, переважно злакові: крупи, борошно, хліб, і навіть картопля. Найбільше крохмалю містять крупи (від 60% у гречаній крупі (ядриці) і до 70% - у рисовій).

Клітковина, або целюлоза,- найпоширеніший землі вуглевод рослин, що утворюється у кількості приблизно 50 кг кожного жителя Землі. Клітковина є лінійний полісахарид, що складається з 1000 і більше залишків глюкози. В організмі клітковина бере участь у активації моторики шлунка та кишечника, стимулює виділення травних соків, створює відчуття ситості.

Глікоген(Тваринний крохмаль)є основним запасним вуглеводом організму людини. Він складається приблизно з 30 000 залишків глюкози, які утворюють розгалужену структуру. У найбільш значній кількості глікоген накопичується в печінці та м'язовій тканині, у тому числі у м'язі серця. Функція м'язового глікогену полягає в тому, що він є доступним джерелом глюкози, що використовується в енергетичних процесах у самому м'язі. Глікоген печінки використовується для підтримки фізіологічних концентрацій глюкози в крові, насамперед у проміжках між їдою. Через 12-18 год після їди запас глікогену в печінці майже повністю виснажується. Вміст м'язового глікогену помітно знижується лише після тривалої та напруженої фізичної роботи. При нестачі глюкози він швидко розщеплюється та відновлює її нормальний рівень у крові. У клітинах глікоген пов'язаний з білком цитоплазми та частково – з внутрішньоклітинними мембранами.

Гетерополісахариди (Глікозамінглікани або мукополісахариди) (приставка «муко-» вказує, що вони вперше були отримані з муцину). Складаються з різного виду моносахаридів (глюкози, галактози) та їх похідних (аміносахарів, гексуронових кислот). У їхньому складі виявлено й інші речовини: азотисті основи, органічні кислоти та деякі інші.

Глікозамінглікани є желеподібні, липкі речовини. Вони виконують різні функції, у тому числі структурну, захисну, регуляторну та ін. Глікозамінглікани, наприклад, складають основну масу міжклітинної речовини тканин, входять до складу шкіри, хрящів, синовіальної рідини, склоподібного тіла ока. В організмі вони зустрічаються в комплексі з білками (протеоглікани та глікопротсиди) та жирами (гліколіпіди), у яких частку полісахаридів припадає основна частина молекули (до 90% і більше). Для організму мають значення такі.

Гіалуронова кислота- основна частина міжклітинної речовини, свого роду «біологічний цемент», що сполучає клітини, заповнюючи весь міжклітинний простір. Вона також виконує роль біологічного фільтра, який затримує мікроби та перешкоджає їх проникненню в клітину, бере участь в обміні води в організмі.

Слід зазначити, що гіалуронова кислота розпадається під дією специфічного ферменту гіалуронідази. При цьому порушується структура міжклітинної речовини, в її складі утворюються тріщини, що призводить до збільшення його проникності для води та інших речовин. Це має важливе значення в процесі запліднення яйцеклітини сперматозоїдами, які багаті на цей фермент. Гіалуронідазу містять також і деякі бактерії, що суттєво полегшує їх проникнення в клітину.

X ондроїтинсульфати- хондроїтинсерні кислоти, служать структурними компонентами хрящів, зв'язок, клапанів серця, пупкового канатика та ін. Вони сприяють відкладенню кальцію в кістках.

Гепаринутворюється в опасистих клітинах, які зустрічаються в легенях, печінці та інших органах, і виділяється ними в кров та міжклітинне середовище. У крові він зв'язується з білками та перешкоджає згортанню крові, виконуючи функцію антикоагулянту. Крім того, гепарин має протизапальну дію, впливає на обмін калію та натрію, виконує антигіпоксичну функцію.

Особливу групу глікозамінгліканів представляють сполуки, що мають у своєму складі нейрамінові кислоти та похідні вуглеводів. З'єднання нейрамінової кислоти з оцтовою називаються опаловими кислотами. Вони виявлені у клітинних оболонках, слині та інших біологічних рідинах.

З усіх споживаних людиною харчових речовин вуглеводи, безперечно, є основним джерелом енергії. У середньому їх частку припадає від 50 до 70% калорійності добових раціонів. Незважаючи на те, що людина споживає значно більше вуглеводів, ніж жирів та білків, їх резерви в організмі невеликі. Це означає, що постачання ними організму має бути регулярним.

Потреби у вуглеводах дуже залежить від енергетичних витрат організму. У середньому у дорослого чоловіка, зайнятого переважно розумовою чи легкою фізичною працею, добова потреба у вуглеводах коливається від 300 до 500 р. У працівників фізичної праці та спортсменів вона значно вища. На відміну від білків та певною мірою жирів, кількість вуглеводів у раціонах харчування без шкоди для здоров'я може бути суттєво знижена.Тим, хто хоче схуднути, варто звернути на це увагу: вуглеводи мають головним чином енергетичну цінність. При окисненні 1 г вуглеводів в організмі звільняється 4,0 – 4,2 ккал. Тому за їх рахунок найлегше регулювати калорійність харчування.

Вуглеводи(Сахариди) - загальна назва великого класу природних органічних сполук. Загальну формулу моносахаридів можна написати як З n (Н 2 Про) n . У живих організмах найбільш поширені цукри з 5-ю (пентози) і з 6-ю (гексозами) атомами вуглецю.

Вуглеводи поділяються на групи:

До моносахаридів відносяться глюкоза та фруктоза, що надають насолоду фруктам та ягодам. Харчовий цукор сахароза складається з ковалентно приєднаних один до одного глюкози та фруктози. Подібні сахарози сполуки називаються дисахаридами. Полі-, ді- та моносахариди називають загальним терміном – вуглеводи. До вуглеводів відносяться сполуки, що мають різноманітні і часто зовсім різні властивості.

Таблиця: Різноманітність вуглеводів та його властивості.