Что такое углеводы?

Функции углеводов в организме

Ключевая функция углеводов в организме кроется в их трансформации в энергию. АТФ, который представляет собой универсальный источник энергии, содержит моносахарид рибозу. Формирование АТФ происходит вследствие гликолиза. Этот процесс заключается в окислении и распаде глюкозы на пировиноградную кислоту.

Гликолиз осуществляется в несколько стадий. Углеводы окисляются до воды и углекислого газа. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии.

К основным функциям углеводов относят следующее:

1. Структурная. Полисахариды представляют собой материал для опорных элементов. Целлюлоза, которая входит в структуру клеточных стенок, дает растениям жесткость. В составе грибных клеток присутствует хитин.
2. Энергетическая. Углеводы представляют собой основной источник энергии. Расщепление 1 г углеводов позволяет высвободить 17,6 кДж энергии.
3. Защитная. Из этих элементов состоят шипы и колючки растений.
4. Запасающая. Углеводы запасаются в виде крахмала в структуре растений и гликогена у животных. При дефиците энергии эти вещества расщепляются до глюкозы.
5. Осмотическая. Вещества способствуют регулированию осмотического давления.
6. Рецепторная. Элементы присутствуют в составе клеточных рецепторов.

Отдельные углеводы формируют сложные структуры с белковыми элементами и липидами. В результате образуются гликопротеины и гликолипиды. Эти элементы присутствуют в составе мембран клеток.

Вред и польза углеводов

Чтобы правильно составить свой рацион питания, нужно сначала убедиться в пользе пищи, которая поступает в организм.

Видео

Рассмотрим преимущества компонентов:

• Обеспечение энергией. Для любой деятельности, даже чистки зубов, нужны определенные усилия. Так как в углеводах содержится сахар, который содержит инсулин, при правильных подсчетах можно регулировать его уровень. Это полезное свойство при сахарном диабете и контроле веса.
• Борьба с болезнями, спровоцированными нарушением обмена веществ. Углеводные волокна защищают больных сахарным диабетом 2-го типа, с повышенным холестерином и ожирением. Благодаря углеводной диете стабилизируется ритм сердца и кровяное давление.
• Контроль массы тела. Если изменить список употребляемых продуктов, можно избавиться от избыточного веса. Полностью отказывать от пищи не нужно, иначе возможны нарушения. Например, цельнозерновая еда способствует уменьшению удельного веса.
• Повышение настроения. Продукты, содержащие углеводы, способствуют увеличенной выработке серотонина. Если от них отказаться, со временем развивается тревожность, депрессия и неоправданный гнев.

Как мы видим, положительных свойств предостаточно, но следует также сказать о вреде. В результате переедания они оказывают негативное влияние на фигуру мужчины или женщины.

После того, как восполняется дефицит, остаточные вещества преобразовываются в жиры и откладываются на проблемных участках тела (животе, бедрах, ягодицах).

Особенность углеводов в том, что их переесть легче, чем жиров и белков. Это обосновано тем, что много углеводов содержится в сладостях, выпечке, газированных напитках. Если бесконтрольно употреблять эту пищу, то очень легко превысить суточную дозу.

Видео

Что бы такого съесть?

Полезные продукты, богатые клетчаткой:

• Гречка;
• Хлеб с отрубями;
• Цельнозерновой хлеб;
• Миндаль;
• Арахис;
• Бобовые.

Продукты, богатые крахмалом:

• Бобовые (рекордсмен — фасоль, меньше — горох, чечевица, нут);
• Ячмень и перловая крупа;
• Картофель; 
• Бананы;
• Орехи кешью;
• Чеснок.

Список продуктов, богатых углеводами, которые не полезны для организма:

• Кондитерские изделия (леденцы и карамель, зефир, торты, пирожные, шоколадные и молочные плитки, конфеты, мармелад, варенье и т.д.);
• Белый хлеб и хлебобулочные изделия (сухари, сушки, вафли, печенье, баранки, слойки, булки, ватрушки, пирожки и пр.);
• Сладкие газированные и спиртные напитки (коктейли, ликёры);
• Соусы промышленного приготовления (кетчуп и др.);
• Фаст-фуд и различные снеки.

Мы знаем, что продукты, содержащие основные виды углеводов — это крупы, овощи, фрукты и сладости. Однако, хочется сказать, что это не всегда так. Ниже приведена сравнительная таблица. Глядя на неё, станет понятно, что иногда углеводами богаты совсем не те продукты, о которых мы думаем.

Таблица содержания углеводов в некоторых продуктах питания.

Значение белков, жиров и углеводов

Белки, жиры и углеводы — компоненты, потребляемой нами пищи, каждый из которых наделен абсолютно конкретными функциями. От поступления в организм таких веществ во многом зависит и общее здоровье, и состояние отдельных органов, и внешний вид, и даже настроение, ведь именно сбалансированное питание позволяет обеспечивать изо дня в день гармоничную деятельность всего организма.

Белки — высокомолекулярные органические вещества, представленные альфа-аминокислотами, образующими цепочку благодаря пептидным связям. Аминокислотный состав белков в живых организмах определяется генетическим кодом, обычно он программирует 20 стандартных аминокислот, функции которых в клетках чрезвычайно разнообразны. Справедливо отметить, что в отличие от жиров и углеводов, белки поступают в организм исключительно с пищей, а не образуются из других веществ.

• В первую очередь белки оказываются строительным материалом для клеток человеческого организма, придают форму клеткам и прочим органоидам, участвуют в изменении формы клеток.
• Они же способны образовывать сложные соединения необходимые для поддержания жизнедеятельности организма.
• Белки активно участвуют в обмене веществ.
• Белки являются своеобразным катализатором химических реакций в организме, участвуют в расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм).
• Белки — основа мышечной массы, которая первостепенно ущемляется в случае исключения белков из рациона. Целый класс моторных белков обеспечивает движения организма — как на клеточном уровне, так и мышечной ткани в целом.
• Участвуют в детоксикации организма — белковые молекулы связывают токсины, расщепляют яды или переводят их в растворимую форму, что способствует их быстрому выведению из организма.
• Чрезмерное потребление белков может повысить уровень мочевой кислоты в крови, что приводит к подагре и нарушению работы почек.

Жиры — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Традиционно считается, что жиры очень вредны. Необходимо понимать, что правильные жиры в умеренном количестве просто необходимы. Животные жиры усваиваются хуже растительных, но в разумных пределах организму нужны и первые, и вторые. Переизбыток жиров обуславливает набор веса и повышение уровня холестерина в крови, но жиры выполняют и положительные функции.

• Жиры являются основным компонентом клеточной мембраны.
• Жировые клетки содержат энергетический запас для организма.
• Жиры способствуют лучшему усвоению белков, витаминов A, группы B D, E.
• Животные жиры входят в состав нервной ткани и благотворно влияют на работу нервной системы.
• Растительные жиры поддерживают тургор кожи, а значит, ее плотность и эластичность.
• Необходимо понимать, что насыщенные жиры расщепляются в организме лишь на 25-30%, а ненасыщенные жиры — полностью.

Углеводы — достаточно обширный класс органических соединений, среди которых встречаются вещества с сильно различающимися свойствами и это позволяет углеводам выполнять самые разнообразные функции в живых организмах. Углеводы составляют около 80% сухой массы растений и 2-3% массы животных, по химическому составу разделяются на простые и сложные.

• Сложные углеводы участвуют в нормализации пищеварения и воссоздают ощущение сытости.
• Сложные углеводы способствуют выведению холестерина.
• Простые углеводы определяют уровень глюкозы в крови, что способствует позитивному функционированию головного мозга.
• Углеводы участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК, образуют сложные молекулярные уровни.
• В переизбытке простые углеводы трансформируются в жиры, а изначально способны к окислению и выработке энергии.
• Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме.

Углеводы подразделяются на:

• Моносахариды (глюкоза, фруктоза)- углеводы со структурой 1 единицы сахарида. Второе название — Быстрые углеводы, из-за того что они имеют большой гликемический индекс и способности быстро повышать уровень сахара в крови.(мед, виноград, цитрусовые, яблоки, персики, арбузы)
• Дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза)- 2 единицы (сахар, кондитерка, соки, варенья, молоко, сливки, пиво, квас)
• Олигосахариды-от 2 до 10 относятся к сложным углеводам, и уровень сахара в крови повышает чуть медленнее моносахаридов (медленные углеводы)
• Полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка) содержат более 10 единиц сахарида, так же относятся к сложным углеводам, и уровень сахара в крови повышает медленнее всех своих «собратьев»(медленные углеводы):хлеб, бакалейные изделия, картофель, крупы, отруби, фрукты, овощи.

Можно выделить Пищевые волокна (пектины, целлюлоза, камедей). Они организмом не усваиваются вовсе, но они так же необходимы нашему организму:

• Чистят и регулируют работу кишечника
• Для борьбы с лишним весом-при употреблении, создают чувство сытости
• Снижают уровень холестерина в крови.

Углеводы способствуют выработки таких важных гормонов, как:

• Инсулин-осуществляет снижение уровня сахара преобразовывая его в гликоген, при переизбытке, в жир.
• Глюкогон-напротив, повышает уровень сахара

Наш организм использует запасы гликогена, содержащиеся в печени и мышечных тканях для получения энергии, этой энергии нашему организму, в среднем хватает от 10 до 15 часов. При том, как только запасы снижаются, понижается и уровень сахара в крови, возникает чувство голода. И так как углеводы насыщают наш организм сахаром, который питает мозг, а мозг отвечает за мышечную деятельность, и при нехватке углеводов, могут возникнуть чувства слабости и усталости Живые организмы не могут сами синтезировать углеводы неорганические, и поэтому, они восполняют их в процессе питания от растении, чтобы их окислить и получить дополнительный источник энергии. Не трудно догадаться, что в питании человека основным источником получения чистого углевода является сахар. В чуть меньших количествах он содержится в меде, в зависимости от того какое у него происхождение

Химические свойства глюкозы. Химические реакции (уравнения) глюкозы:

Основные химические реакции глюкозы следующие:

1. реакции ферментативного брожения глюкозы:

Важнейшим химическим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента соответственно различают реакции следующих видов:

1.1. реакцию спиртового брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅-OН₆ + 2СО₂.

В результате данной реакции образуются этиловый спирт (этанол) и углекислый газ.

Реакция происходит под действием дрожжевых грибков.

1.2. реакцию молочнокислого брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ → CH₃CH(OH)COOH.

В результате данной реакции образуется молочная кислота.

Реакция происходит под действием бактерий.

1.3. реакцию маслянокислого брожения глюкозы:

C₆H₁₂O₆ → C₃H₇COOH + 2H₂ + 2CO₂.

В результате данной реакции образуются масляная кислота, водород и углекислый газ.

Реакция происходит под действием бактерий.

Благодаря брожению получают продукты питания – кефир, сыр, алкоголь.

2. реакция глюкозы с водородом:

CH₂OH(CHOH)₄-COH + H₂ → CH₂OH(CHOH)₄-CH₂OH (tо, kat = Ni).

Глюкоза вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора (в качестве которого используется никель) при высокой температуре. В результате реакции образуется шестиатомный спирт (сорбит).

3. качественная реакция на глюкозу (реакция глюкозы с гидроксидом меди): 

CH₂OH(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O.

В молекуле глюкозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию с гидроксидами металлов, например, с гидроксидом меди, имеющим голубой цвет. Для этого к раствору глюкозы добавляют гидроксид меди. В результате образуются глюконовая кислота, оксид меди (I) и вода, а раствор окрашивается из голубого цвета в красный цвет, т.к. оксид меди (I) обладает красным цветом.

4. качественная реакция «серебряного зеркала» – реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I):

C₆H₁₂O₆ + Ag₂O (в аммиачном растворе (NH₃)) → CH₂OH(CHOH)₄-COOH + 2Ag.

В молекуле глюкозы имеется альдегидная группа. Поэтому она при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра окисляется и  дает реакцию «серебряного зеркала».

В результате образуются глюконовая кислота и серебро, которое выпадает в осадок. Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро осаждается на них в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.

Таким образом, глюкоза обладает восстанавливающими свойствами, т.к. она восстанавливает Ag₂O и Cu(OH)₂.

5. в организме человека глюкоза подвергается сложным биохимическим превращениям:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + 2800 кДж.

В результате сложных биохимических превращений образуется углекислый газ и вода, при это выделяется энергия 2800 кДж на 1 моль глюкозы.

6. глюкоза не вступает в некоторые реакции, характерные для альдегидов, например, в реакцию с гидросульфитом натрия.

Что такое углеводы

Углеводами называют вещества органического происхождения. Они состоят из карбонильных и гидроксильных групп. Углеродные гидраты дали название классу углеводных соединений. Большая часть органических веществ нашей планеты в массовом соотношении состоит из углеводных соединений.

Состав углеводов

Строение углеводов неоднородно. Углеводные соединения состоят из углерода, водорода, кислорода. Общая формула углеводов выглядит так: Cn(H2O)m. Кислород с углеродом образуют карбонильные группы, кислород с водородом – гидроксильные. Одна молекула содержит водород и кислород в соотношении два к одному.

Отдельные элементы, из которых состоят углеводы, называются сахаридами. Гидролизная способность на низкомолекулярные вещества у углеводных соединений разная. Поэтому они делятся на простые и сложные по составу, а по усвояемости бывают быстрыми и медленными углеводами.

Свойства углеводов

1. Твердые прозрачные кристаллы белого цвета, большинство из них имеет сладкий вкус.
2. Имеют низкую температуру плавления, кипения.
3. Способность углеводных соединений растворяться в воде зависит от массы, строения. Вещества с меньшей массой и простой структурой растворяются в воде лучше, чем углеводные соединения с большой массой и разветвленной структурой.
4. Чем проще углеводное соединение, тем оно слаще.
5. Моносахариды способны сбраживаться под воздействием микроорганизмов: дрожжей, молочных бактерий и других веществ.
6. Углеводные соединения обладают гидрофильностью, то есть способностью к связыванию воды. Отсюда их высокая гигроскопичность, которая лежит в основе негативных изменений качества пищи.
7. Охлаждение полисахаридов расщепляет их на моносахариды.
8. Помогают синтезировать нуклеиновые кислоты.
9. Повышают уровень глюкозы в крови.
10. Помогают организму утилизировать жир.
11. Входят в состав клеток, тканей, межклеточных жидкостей.
12. Негативно влияют на эмаль зубов, провоцируют появление кариеса.

Виды углеводов

Классификация углеводов зависит от их способности к разложению в водной среде и образованию новых веществ – к гидролизу. Углеводы бывают:

1. Простыми – называются моносахаридами.
2. Сложными:

• дисахаридные соединения,
• олигосахаридные соединения,
• полисахаридные соединения.

Моносахаридами называются простейшие углеводные соединения, состоящие из одной единицы и не способные образовывать еще более простые вещества. Синтез их производится зелеными растениями. Они легко соединяются с водой.

Самым популярным моносахаридом является глюкоза (C6H12O6). Большой процент глюкозы в винограде, виноградном соке, меде. Фруктоза, глюкозный изомер, тоже принадлежит к моносахаридам. При необходимости, чтобы получить хорошую порцию глюкозы нужно питаться яблоками, цитрусовыми, персиками, арбузами, сухофруктами, соками, компотами, вареньем, медом.

Дисахаридами называются сложные вещества органического происхождения, двумолекулярные, расщепляющиеся в момент гидролизного процесса. Это различные сахара. Один из распространенных дисахаридов: мальтоза или солодовый сахар (C12H22O11), являющийся составным пивным, квасным элементом. Дисахаридом сахарозой – пищевым сахаром – наполнены сахара, изделия из муки, соки, компоты, варенье. Дисахаридом лактозой – молочным сахаром – молочные продукты.

Олигосахаридами называются углеводные соединения со сложной структурой, синтезированные более чем из двух (до 10) моносахаридных остатков. Самым часто встречаемым природным олигосахаридом является рафиноза (C18H32O16). Рафинозу формируют глюкозные, фруктозные и галактозные элементы. Она содержится в бобах, белокочанной и брюссельской капусте, брокколи, цельных злаках.

Полисахаридами называются сложноструктурные высокомолекулярные углеводные соединения, в структуре молекул которых от десяти до ста и нескольких тысяч моносахаридных единиц. Хорошо известный полисахарид – крахмал, (C₆H₁0O5)n. Крахмала много в мучных изделиях, крупах, картофеле. Самый полезный полисахарид клетчатка содержится в грече, перловке, овсянке, отрубях пшеницы и ржи, хлебе из грубо молотой муки, фруктах, овощах. Полисахарид гликоген, накапливающийся в печени, мышцах, является для человека энергетическим ресурсом.

Список продуктов с углеводами

Определенная доля углеводов содержится практически во всех продуктах питания — за исключением еды животного происхождения (прежде всего, мяса и рыбы). В натуральных растительных продуктах встречаются преимущественно комплексные углеводы, тогда как пища с быстрыми углеводами чаще всего изготавливается промышленным образом (начиная от хлеба, заканчивая сладостями).

При этом вред конкретного продукта с углеводами определяется вовсе не калорийностью, а гликемическим индексом. Чем выше ГИ, тем быстрее повышается уровень сахара в крови — и тем быстрее наступает “фальшивое” чувство голода, провоцируя человека снова и снова искать подпитку в сладком. В конечном итоге, это нарушает метаболизм (развивается сахарный диабет) и приводит к росту жировых запасов.

Список вредных углеводов:

• сахар во всех вариациях (включая мёд)
• сладкие напитки (соки, морсы, газировки)
• хлеб и прочая выпечка из белой муки
• кукурузные хлопья и сладкие сухие завтраки
• сладкие каши быстрого приготовления
• варенье, джемы, мармелады
• торты и большинство десертов
• печенье, вафли
• белый рис

Комплексные углеводы

Чем сложнее структура углевода, тем больше времени и усилий необходимо организму для его переваривания. Энергия продуктов питания с комплексными углеводами распределяется постепенно, обеспечивая долговременное насыщение без всплесков инсулина в крови — в отличии от энергии быстрых углеводов, избытки которой отправляются в жировые депо (прежде всего, на животе и на боках).

Говоря простыми словами, чем больше в составе продукта питания клетчатки (растительных волокон), тем ниже его гликемический индекс и тем сложнее организму его переваривать. Помимо прочего, наличие в рационе клетчатки и других правильных углеводов помогает работе пищеварения (волокна буквально двигают пищу по пищеводу), так и поддерживает в норме уровень холестерина.

Углеводы в молочных продуктах

Лактоза, входящая в состав молока и молочных продуктов (кефир, творог, сыр) также относится к простым углеводам — иногда ее называют “молочный сахар”. Интересно и то, что употребление прочих углеводов одновременно с лактозой приводит к повышенной секреции инсулина в организме человека. Например, инсулиновый индекс йогурта находится в более высоких значениях, чем гликемический.

Углеводы и вес человека

Если вы стремитесь сбросить вес

Не следует принимать в пищу продукты содержащею много углеводов во второй половине дня. Для похудения оптимальная норма 50-60 грамм продуктов с содержанием углеводов. Если вас ваш вес устраивает, то норма может увеличится до 200 грамм, при этом вес останется на той же отметке. А, после порога в 300 грамм, из-за излишка углеводов и отложения их в жиры, вес будет расти. Все эти нормы так же могут изменяться в зависимости от образа жизни и физических нагрузок. Спортсменам иногда требуется до 800 граммов для получения необходимой энергии Важную роль углеводы играют и в процессе сжигания жира. Жир при химических процессах происходящих в клетках, преобразуется в энергию, а углеводы в этом процессе, выступают в роли катализатора, без них жир не будет эффективно перерабатываться, а будет просто накапливаться в организме

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов

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

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

Важно помнить, что углеводы – это главный источник получения энергии, поэтому при дефиците нутриентов начинается слабость, снижается физическая и умственная работоспособность. Если полностью исключить из рациона углеводную пищу, внутренние жировые запасы подвергаются расщеплению. Это становится причиной усиленного синтеза токсичных катенов, приводящих к развитию окислительных реакций и кетоацидотической коме

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

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

Вред употребления в большом количестве продуктов, содержащих углеводы

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

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

Список продуктов с большим содержанием углеводов. Таблица

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

Список продуктов, не содержащих углеводы

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

Похожие записи:

Какое растительное молоко лучше выбрать Хронический и острый бронхит: чем опасна болезнь и как её лечить Нэнни 1 с пребиотиками отзывы Куриные сердечки, тушёные с печенью Кофеварка vitek (23 фото): как пользоваться моделями эспрессо vt с капучинатором, отзывы Что едят японцы в повседневной жизни