Углеводы это функции: Функции углеводов в организме

Функции углеводов в организме

Углеводы – это соединения углерода и воды. Трудно переоценить функции углеводов в нашем организме. Во-первых, это энергетическая функция.

Без достаточного количества энергии мы просто не сможем выжить. Во-вторых, это запасающая функция, так сказать накопление дополнительного резерва сил и, в-третьих, опорно-строительная, другими словами способность регенерации клеток. Недостаточное употребление углеводов в пищу чревато нарушением обмена веществ, что, в конечном счете, приведет к жировому перерождению печени и нарушению нормальной работы мозга.

Однако, всем известно, что существует множество диет, основанных на ограничении в потреблении именно богатых углеводами продуктов. Как же найти золотую середину, чтоб не навредить своему здоровью и не бояться набрать лишний вес? Углеводы подразделяются на два вида: простые и сложные. Для того чтобы не увеличивать жировые отложения, нужно понять, как они усваиваются и в чем принципиальная разница.

Простые углеводы (глюкоза) быстро усваиваются и превращаются в сахар. Избыток продуктов, богатых глюкозой, провоцирует повышение содержания сахара в крови. Наш организм в свою очередь, чтобы восстановить баланс, активирует работу поджелудочной железы, которая начинает вырабатывать инсулин. А он в свою очередь, чтобы очистить кровь, собственно и превращает сахар в жировые отложения. Глюкоза в большом количестве содержится в мучных изделиях, макаронах, сладостях, овощах, фруктах.

Сложные углеводы (крахмал) усваиваются намного медленнее, чем простые, соответственно резкого повышения сахара в крови не происходит. И к тому же, наш организм тратит много калорий, чтобы их переварить. Сложные углеводы содержаться в картофеле, растительной пище, бобах и зерновых культурах, мясных продуктах. При избыточном потреблении глюкозы, мало того, что появляются лишние килограммы, еще и чувство голода наступает очень быстро, вынуждая постоянно перекусывать. Происходит это потому, что питательных веществ и энергетической ценности в пище, содержащей простые углеводы, практически нет. И напротив, продукты, богатые крахмалом, насытят вас на достаточно длительное время и не добавят лишних сантиметров.

На основании вышеизложенного, рекомендуется сбалансировать питание, сократить употребление глюкозы, что поможет не только сохранить вашу фигуру, но и здоровье.

Углеводы, функции углеводов, свойства углеводов

Функции углеводов разнообразны (энергетическая, резервная, строительная, транспортная, защитная).

Энергетическая функция. При расщеплении 1 г полисахаридов или олигосахаридов до моносахаридов выделяется 17,6

кДж тепловой энергии. Углеводы играют ведущую роль в энергетическом обмене: они способны как к окислению, так и к расщеплению в бескислородных условиях. Это чрезвычайно важно для организмов, живущих в условиях дефицита кислорода (например, паразиты внутренних органов человека и животных) или полного отсутствия (анаэробы, например дрожжи, некоторые виды бактерий).

 

Резервная функция. Полисахариды могут откладываться в клетках впрок, чаще всего в виде зерен. В клетках растений накапливается крахмал, животных и грибов — гликоген (рис. 8.3). Эти запасные соединения являются резервом питательных веществ.

 

Строительная (структурная) функция углеводов состоит в том, что полисахариды входят в состав определенных структур. Так, азотсодержащих полисахарид хитин содержится во внешнем скелете членистоногих и клеточной стенке грибов; клеточные стенки растений образованные из целлюлозы (рис. 8.4).

 

В состав надмембранный структур клеток животных (гликокаликса) и прокариот (клеточной стенки) входят углеводы, связанные с белками и липидами. Эти соединения обеспечивают соединения клеток между собой.

 

Особые соединения углеводов с белками (мукополисахариды) выполняют в организмах позвоночных животных и человека функцию смазки, входя в состав жидкости смазывает суставные поверхности.

 

Защитная функция. Полисахариды пектины способны связывать некоторые токсины и радионуклиды, предотвращая попадание их в кровь. Мукополисахарид гепарин предотвращает свертыванию крови, повышает проницаемость сосудов, устойчивость организма к недостатку кислорода (гипоксии), воздействия вирусов и токсинов, снижает уровень концентрации сахара в крови.

Углеводы функции — Справочник химика 21

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

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

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

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

    Углеводы — это обширный класс органических соединений с эмпирической формулой С (Н, 0) , образование которых связано с процессом фотосинтеза. Углеводы в растениях находятся в виде моносахаридов (глюкоза — С Н О ), олигосахаридов (крахмал) и полисахаридов (целлюлоза — (С Н О ) , где п > 10000. Целлюлоза — основной строительный материал растительных тканей. Она выполняет в растениях опорные функции и придает им механическую прочность. По распространенности органических веществ на земном шаре она занимает первое место. [c.47]

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

    Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул. Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества —ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность последних. Так, 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид, в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, мeдь)J при 200° С в 1 сек превращают не больше 0,1 — 1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при 0°С разлагает в одну секунду 200 000 моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20° С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы. Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.274]

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

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

    Кислород-, серу-, азотсодержащие соедршения. Элементоорганические соединения. Соединения со смешанными функциями. Гетероциклические соединения Углеводы. Белки [c.1]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

---

Углеводы — это… Что такое Углеводы?

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

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

Простые и сложные

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

Моносахариды

Распространённый в природе моносахарид — бета-D-глюкоза.

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

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

Дисахариды

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

Олигосахариды

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

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

Полисахариды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пространственная изомерия

Слева D-глицеральдегид, справа L-глицеральдегид.

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

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

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

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

Биосинтез

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

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

C_x(H₂O)_y + xO₂ → xCO₂ + yH₂O + энергия.

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

xCO₂ + yH₂O → C_x(H₂O)_y + xO₂

Обмен

Основная статья: Углеводный обмен

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

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

Важнейшие источники

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

Для обозначения количества углеводов в пище используется специальная хлебная единица.

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

Список наиболее распространенных углеводов

Примечания

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

Ссылки

• Углеводы  (рус.). — строение и химические свойства.(недоступная ссылка — история) Проверено 1 июня 2009.

Углеводы
Общие:	Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы
Геометрия	Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса
Моносахариды	Диозы Альдодиоза (Гликольальдегид) Триозы Кетотриоза (Дигидроксиацетон) · Альдотриоза (Глицеральдегид) Тетрозы Кетотетроза (Эритрулоза) · Альтотетрозы (Эритроза, Треоза) Пентозы Кетопентозы (Рибулоза, Ксилулоза) Альдопентозы (Рибоза, Арабиноза, Ксилоза, Ликсоза) Дезоксисахариды (Дезоксирибоза) Гексоза Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза) Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза) Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза) Гептозы Кетогептозы (Седогептулоза, Манногептулоза) >7 Октозы · Нанозы (Нейраминовая кислота)
Мультисахариды
Производные углеводов

Плазмозамещающие и перфузионные растворы — АТХ код: B05

 

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

Углеводы клетки их функции, классификация

Углеводы (сахара) — это органические вещества, которые содержат карбонильную группу (=С=O) и несколько гидроксильных групп. Общая формула углеводных соединений записывается как С_x(Н₂О)_y где x и y могут иметь разные значения. Все углеводы являются либо альдегидами, либо кетонами, а в их молекулах всегда имеется несколько гидроксильных групп, т. е. они одновременно являются и многоатомными спиртами.

Классификация углеводов химическая

Углеводы подразделяют на три главных класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Таблица классификация углеводов, их структура, функции

Классификация углеводов	Особенности строения, структура, функции	Представители
Моносахариды (растворимые углеводы)	Это соединения, в основе которых лежит неразветвленная углеродная цепочка, при одном из атомов углерода которой находится карбонильная группа (=С=O), а при всех остальных — по одной гидроксогруппе (-ОН). В зависимости от числа атомов углерода выделяют триозы (х = 3), тетрозы (х = 4), пентозы (х = 5), гексозы (х = 6) и т. д. В зависимости от того, входит в состав моносахарида альдегидная (-CНO) или кетогруппа (-CO-), их разделяют на альдозы (R-CHO) и кетозы (R1-CO-R2). Стереоизомерия моносахаридов — все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы, они одинаковы по составу и молек. массе, но различны по строению или расположению атомов. Ниже пример слева D-глицеральдегид, а справа L-глицеральдегид	Глюкоза, фруктоза, пентоза
Олигосахариды (дисахариды)	Олигосахариды — это короткие (часто из 6-12 единиц) продукты конденсации моносахаридов. Они могут связываться с белками (гликопротеины) или липидами (гликолипиды) и формировать гликокаликс — внешнюю оболочку животной клетки. Они также играют важную роль в межклеточном узнавании и в иммунном ответе. Среди дисахаридов наиболее распространены мальтоза, лактоза и сахароза:  глюкоза + глюкоза = мальтоза; глюкоза + галактоза = лактоза; глюкоза + фруктоза = сахароза.  В природных дисахаридах кольца моносахаридов объединены гликозидными связями. Они чаще всего образуются между альдегидной или кетогруппой (т.е. редуцирующей группой) одного моносахарида и гидроксильной группой другого.	Мальтоза, сахароза, лактоза
Полисахариды	Полисахариды являются биологическими полимерами, образующиеся из моносахаридных субъединиц (мономеров) путем гликозидного связывания, в первую очередь D-глюкозы. Субъединицы объединяются путем конденсации (реакция сопровождается выделением молекул воды), а разделяются путем гидролиза (разрушение связей с участием воды). Плохо растворяются в воде. Необходимы для жизнедеятельности животных и растений.	целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин.

Таблица углеводов и их функции 

Углевод	Функции и строение углеводов
Углеводы моносахариды
Глюкоза (декстроза или D-глюкоза)	Представляет собой моносахарид (одиночный сахар) с эмпирической формулой СnН2nОn. Она относится к гексозам, так как их молекулы имеют шесть атомов углерода. Наиболее распространенный дыхательный субстрат (т.е. источник энергии). источник энергии живых организмов — входит в состав переносчиков электронов NAD, РАD и NADР и переносчика энергии аденозинтрифосфата (АТР).
Фруктоза	Изомер глюкозы СnН2nОn , один из наиболее распространенных  в природе сахаров. Компонент семенной жидкости. Пищевым источником являются фрукты. Примерно 1 из 20000  человек страдает непереносимостью фруктозы, которая может привести к повреждению печени и почек или к гипогликемии.
Углеводы олигосахариды
Сахароза (глюкозо-фруктоза)	Наиболее распространена в растениях. Сахарозу получают обычно из сахарного тростника и сахарной свеклы и используют как подсластитель.
Лактоза (глюкозо-галактоза)	Источник углеводов для детенышей млекопитающих. В молоке содержится около 5% лактозы.
Углеводы полисахариды
Крахмал	Крахмал состоит из двух полимеров а-глюкозы: амилоза обычно содержит около 300 молекул глюкозы, соединенных а-1,4-гликозидными связями. Из-за массивных боковых цепей на стороне -СН2ОН молекула принимает форму спирали (наиболее удачна для упаковки большого количества субъединиц в ограниченном пространстве). Поскольку молекула крахмала имеет так мало свободных концов, гидролизующий фермент амилаза имеет мало доступных точек для ее расщепления. Благодаря этому крахмал — превосходное запасное вещество.
Амилопектин	Это разветвленная цепь, включающая до 1500 глюкозных субъединиц. Отдельные а-1,4-цепи связаны между собой а-1,6-гликозидными связями.
Гликоген	Это полимер а-глюкозы, очень похожий на амилопектин, но с гораздо меньшим количеством поперечных связей и с более короткими а-1,4-цепями. Это больше подходит животным клеткам, которые запасают питательные вещества на менее долгие сроки, чем растительные клетки.
Целлюлоза	Целлюлоза — это полимер глюкозы, соединенной β-1,4-гликозидными связями. При β-конформации каждая последующая субъединица переворачивается, так что полимер имеет форму прямой цепи. Затем параллельные полисахаридные цепи связываются поперечными водородными связями. Такое поперечное связывание предотвращает проникновение воды. Целлюлоза очень устойчива к гидролизу и, следовательно, является прекрасной структурной молекулой (целлюлозные клеточные стенки). Она идеальна для растений, которые легко могут синтезировать большое количество углеводов.
Хитин	Структурный полисахарид низших растений, грибов и беспозвоночных животных (роговые оболочки членистоногих — насекомых и ракообразных). Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет опорные и механические функции в организмах грибов и животных. Молекула хитина построена из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных между собой β-1,4-гликозидными связями.

Основные общие функции углеводов

1. Структурную (клеточные стенки растений, бактерий, грибов; наружный скелет членистоногих).

2. В составе гликокаликса животных клеток определяют антигенные свойства клеток, их способность «узнавать» друг друга.

3. Являются важным компонентом соединительной ткани позвоночных животных.

4. Выполняют защитную функцию (у животных — гепарин как ингибитор свертывания крови, у растений — камеди и слизи, образующиеся в ответ на повреждения тканей).

5. Полисахариды являются запасными питательными веществами всех организмов, играя роль важнейших поставщиков энергии при окислении в процессах брожения, гликолиза, дыхания (энергетическая ценность глюкозы составляет 17,6 кДж/моль).

6. Рибоза и дезоксирибоза являются компонентами нуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты.

7. В различных процессах хчетаболизма углеводы могут превращаться в аминокислоты (далее в белки) и жиры.

_______________

Источник информации:

1. Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.

2. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.

3. Биохимия в схемах и таблицах / И. В. Семак — Минск — 2011.

Строение, свойства и функции углеводов

Углеводами называют вещества с общей формулой C_n(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 β-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 β-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.

Функции углеводов

Энергетическая. Глюкоза является основным источником энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания (1 г углеводов при окислении высвобождает 17,6 кДж энергии).

Структурная. Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин является структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеидов и гликолипидов) и образуют гликокаликс.

Метаболическая. Пентозы участвуют в синтезе нуклеотидов (рибоза входит в состав нуклеотидов РНК, дезоксирибоза — в состав нуклеотидов ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозодифосфат является акцептором СO₂ в темновой фазе фотосинтеза).

Пентозы и гексозы участвуют в синтезе полисахаридов; в этой роли особенно важна глюкоза.

Функции углеводов.

В организме человека
углеводы выполняют ряд важнейших
функций:

1.
Биологическая
роль углеводов для человека определяется
прежде всего их энергетической
ценностью. Процессы
превращения углеводов обеспечивают до
60% суммарного энергообмена. Более 90%
углеводов расходуется для выработки
энергии. При окислении 1 г углеводов
выделяется 16,7 кДж энергии. Углеводы
используются либо как прямой источник
химической энергии, либо как энергетический
резерв. Основные углеводы – сахара,
крахмал, клетчатка – содержатся в
растительной пище, суточная потребность
в которой взрослого человека составляет
около 500 г в сутки (минимальная потребность
–100—150 г/сут).

2.
Структурная или пластическая
– состоит
в том, что глюкоза, галактоза и другие
сахара входят в состав гликопротеинов
плазмы крови, а также в состав гликопротеинов
и гликолипидов, играющих важную роль в
рецепторной функции клеточных мембран.
Промежуточные продукты окисления
глюкозы (пентозы) входят в состав
нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
Глюкоза необходима для синтеза некоторых
аминокислот и липидов.

3.Функция запаса питательных веществ.

4.Защитная
функция.
Углеводы предохраняют стенки полых
органов (пищевод, кишечник, желудок,
бронхи) от механических повреждений и
проникновения вредных бактерий и вирусов

Метаболизм углеводов

При
активной работе
мышечная ткань
извлекает из крови значительное
количество глюкозы. Так же как и в печени,
в мышцах из глюкозы синтезируется
гликоген. Распад гликогена (гликолиз)
является одним из источников энергии
мышечного сокращения. Из продуктов
гликолиза (молочной и пировиноградной
кислот) в фазе покоя в мышцах вновь
синтезируется гликоген. Суммарное его
содержание составляет 1—2%
от
общей
массы мышц.

В организме углеводы
депонируются главным образом в виде
гликогена – в печени и частично в мышцах.

Задержка
глюкозы из протекающей крови различными
органами неодинакова: мозг задерживает
12% глюкозы, кишечник – 9%, мышцы – 7%, почки
5%.

Концентрация
глюкозы в плазме крови – важный параметр
гомеостазиса. Она колеблется в пределах
3,33—5,55 ммоль/л). Прием большого количества
рафинированных углеводов приводит к
повышению концентрации глюкозы в крови
(гипергликемия).
Это
состояние не опасно для жизни, но может
приводить к увеличению осмотического
давления плазмы крови. Ее
результатом является гликозурия, т.е.
выделение сахара с мочой, если уровень
сахара в крови увеличивается до 8,9
ммоль/л.

Особенно
чувствительной к понижению уровня
сахара
в крови
(гипогликемия) является
ЦНС. Мозг
не
имеет депо гликогена, вследствие чего
он нуждается в посто­янном поступлении
глюкозы. Углеводы – единственный
источник, за счет которого в норме
покрываются энергетические расходы
мозга. Ткань мозга поглощает около 70%
глюкозы, выделяемой печенью, и за 1 мин
в нем гидролизируется 75 мг глюкозы.

Уже
незначительная гипогликемия проявляется
общей слабостью и быстрой утомляемостью.
При снижении уровня сахара в крови до
2,8—2,2
ммоль/л
наступают судороги, бред, потеря сознания,
а также вегетативные реакции: усиленное
потоотделение, изменение просвета
кожных сосудов, падение температуры и
др. Резкая
гипогликемия может привести к смерти.
Введение
в кровь глюкозы или прием сахара быстро
устраняют расстройства.

При
полном отсутствии углеводов в пище они
образуются в организме из продуктов
распада
жиров и белков.

По
мере убыли глюкозы в крови происходит
расщепление гликогена в печени и
поступление глюкозы в кровь (мобилизация
гликогена). Благодаря
этому сохраняется относительное
постоянство содержания глюкозы в крови.

Что такое углеводы? Преимущества, функции, лучшие источники, диеты, многое другое

Эксперты по всем направлениям советуют ограничивать определенные источники продуктов, содержащих простые углеводы. К ним относятся закуски с высокой степенью переработки, белый хлеб, десерты, чипсы, конфеты, фаст-фуд, кексы, рогалики, печенье и многое другое. Как правило, эти продукты содержат много углеводов, но мало клетчатки и других питательных веществ, таких как витамины и минералы.

Проблема заключается в чрезмерном потреблении этих продуктов, особенно с добавлением сахара.(И помните, что эти сильно обработанные «высокоуглеводные» продукты часто содержат избыток сахара.) «Диетические рекомендации США предупреждают, что добавленный сахар может увеличить риск некоторых хронических заболеваний. Эти сахара добавляют ненужные калории, что может означать увеличение массы тела; Некоторые исследования показывают, что добавленный сахар может изменить способность печени очищать жир, что приводит к повышению уровня жира в крови и увеличению риска сердечных заболеваний », — говорит Фаррелл Аллен. Кроме того, известно, что организм берет лишние калории из сахара и напрямую преобразует их в триглицериды или жиры, содержащиеся в крови.

Например, согласно исследованию, опубликованному в апреле 2014 года в журнале JAMA Internal Medicine , люди, которые получали более 10 процентов своих ежедневных калорий из сахара, имели на 30 процентов больше шансов умереть от сердечных заболеваний по сравнению с теми, кто ел. меньше. (Потребление до 25 процентов ежедневных калорий за счет сахара увеличивало этот риск в 2,75 раза.) (14)

В метаанализе и систематическом обзоре, опубликованном в январе 2019 года в журнале The Lancet , были собраны данные 58 клинических испытаний и обнаружили, что у тех, кто потреблял не менее 25 г клетчатки — уровень, достигаемый за счет употребления этих более сложных углеводов, — вероятность смерти от любой причины на 30 процентов ниже.Кроме того, у этих участников был более низкий риск развития сердечных заболеваний, инсульта, диабета 2 типа и колоректального рака. (15)

С другой стороны, употребление в пищу правильных углеводов заметно снижает риск заболеваний, в том числе два наиболее часто злокачественных углевода, цельнозерновые и фрукты. Мета-анализ 45 исследований, опубликованных в июне 2016 года в журнале BMJ , пришел к выводу, что ежедневное употребление трех порций цельного зерна снижает риск ишемической болезни сердца на 19 процентов, снижает риск инсульта на 12 процентов и снижает риск смерти от рак на 15 процентов.(16)

Что касается фруктов, исследование взрослых китайцев, опубликованное в апреле 2017 года в журнале PLoS Medicine , показало, что у тех, кто ел фрукты ежедневно, риск развития диабета на 12 процентов ниже, чем у тех, кто их избегал. (17)

А пока, если вас беспокоит потребление углеводов, гораздо важнее обратить внимание на отдельные продукты, которые вы едите, и сделать выбор в каждой категории наиболее питательным.

Каковы функции углеводов в клетке?

Организм использует углеводы для различных клеточных функций.

Если при упоминании углеводов вы думаете о печенье, пирожных и мороженом, вы можете подумать, что эта группа продуктов вредна для вашего здоровья; однако углеводы — одно из основных питательных веществ, без которых ваше тело не может обойтись. Углеводы жизненно важны и участвуют во всех клеточных процессах, от правильного функционирования мозга до иммунного ответа.

Углеводы для энергии

Клетка использует углеводы в качестве основного источника энергии; однако глюкоза, самая простая из них, является единственной формой, которая может проникать в клетку и фактически использоваться.Другие формы углеводов, включая фруктозу, лактозу, сахарозу и крахмалы, должны сначала расщепиться на глюкозу, прежде чем они будут поглощены. Чтобы поддерживать постоянный запас энергии для клеток, уровень глюкозы в крови должен быть достаточно постоянным.

Хранилище энергии

Когда вы едите больше углеводов, чем израсходовано, клетки сохраняют часть из них в виде гликогена, а остальные превращают в жир. Так со временем мы набираем вес. В периоды интенсивной активности, например, упражнений, мышцы расходуют гликоген для получения энергии.Когда вы голодаете более суток или полностью исключаете углеводы из своего рациона, организм начинает преобразовывать жир обратно в глюкозу для получения энергии. Так со временем худеем.

Клеточные процессы

Помимо обеспечения энергией, клетка также использует углеводы для различных видов деятельности и процессов. Углеводы, расположенные на поверхности клеток, регулируют связь между клетками и другими молекулами. Это общение помогает организму распознавать и удалять вредные бактерии, патогены и раковые клетки и вызывать иммунный ответ против веществ, вызывающих аллергию.

Здоровые углеводы

На клеточном уровне все углеводы одинаковы — они либо используются, либо сохраняются в качестве энергии, либо используются для клеточных процессов — однако то, что вы едите, определяет, сколько углеводов используется для получения энергии по сравнению с тем, что сохраняется в виде жира. Если вы едите больше простых углеводов, таких как печенье, пирожные и газированные напитки, вы набираете больше веса. Вместо этого ешьте более сложные углеводы из цельной пшеницы, бобов и корнеплодов, которые с меньшей вероятностью превращаются в жиры и обеспечивают более стабильную энергию.

Какова роль углеводов? | Здоровое питание

Автор: Джанет Рене Обновлено 6 декабря 2018 г.

Жир, белок и углеводы составляют три основных макроэлемента в вашем рационе. Углеводы бывают разных форм и содержатся в самых разных продуктах. Углеводы являются наиболее важным источником топлива для организма и необходимы для сбалансированного питания, но некоторые источники углеводов более полезны для здоровья, чем другие.

Углеводы обеспечивают немедленное топливо

Каждая клетка вашего тела зависит от глюкозы в качестве топлива, особенно клетки вашего мозга.Углеводы обеспечивают немедленное топливо в виде глюкозы, чтобы ваши клетки могли выполнять свои функции. Вы получаете углеводы во многих формах. Простые углеводы, включая фруктозу, галактозу, глюкозу и сахарозу, быстро перевариваются и превращаются в топливо. Вы получаете их из таких продуктов, как фрукты, овощи и упакованные продукты с добавлением сахара. Независимо от того, какой сахар вы потребляете, ваше тело превращает его в глюкозу, и он поступает в клетки, чтобы удовлетворить ваши потребности в энергии.

Углеводы сохраняют энергию на будущее

Ежедневное потребление углеводов обеспечивает топливо для дальнейшего использования.Когда ваши непосредственные потребности в топливе удовлетворяются, организм накапливает дополнительные углеводы в виде гликогена. Эта форма углеводов играет важную роль в поддержании вашего уровня энергии между приемами пищи. Поскольку уровень сахара в крови должен оставаться постоянным, организм превращает гликоген в глюкозу, когда уровень сахара в крови падает. Это нормализует уровень сахара в крови и удерживает его в строго контролируемом диапазоне.

Накопление углеводов позволяет несколько часов обходиться без еды и при этом поддерживать нормальный уровень сахара в крови, например, в течение ночи во время сна.Гликоген в основном хранится в мышцах и печени.

Углеводы помогают сохранить мышцы

Получение достаточного количества углеводов с пищей сохраняет ваши мышцы. Когда глюкоза сразу недоступна, а запасы углеводов истощены, организм расщепляет белок в мышечных волокнах, чтобы преобразовать его в глюкозу в процессе, известном как глюконеогенез. Хотя это помогает удовлетворить ваши потребности в топливе, это не лучший способ получения глюкозы для организма. Если вы возьмете за привычку слишком сильно экономить на углеводах, ваша мышечная недостаточность для получения топлива может снизить мышечную массу.

Carbs Fuel Exercise Performance

Ваши мышцы накапливают гликоген, чтобы обеспечить вас топливом во время продолжительных упражнений. Когда вы начинаете двигаться и прорабатывать мышцы, например, в течение 30 минут упражнений средней интенсивности, запасы гликогена подпитывают ваши мышцы, чтобы вы могли работать оптимально. Катаетесь ли вы на велосипеде, бегаете или просто быстро ходите, вашим мышцам нужна энергия, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Спортсмены на выносливость обычно загружают углеводы за несколько дней до соревнований, чтобы максимизировать запасы гликогена в мышцах.Роль углеводов в выполнении упражнений хорошо известна и может быть использована в ваших интересах.

Выбор здоровых углеводов

Несмотря на то, что ваше тело превращает все углеводы в глюкозу, тип углеводов, которые вы едите, жизненно важен для вашего здоровья. Получение слишком большого количества углеводов из добавленных сахаров вредно, и вы, вероятно, потребляете больше, чем думаете. Сахар добавляется в большинство упакованных продуктов, даже в те, которые вы не считаете сладкими, например в приправы и хлеб.

Лучше всего получать большую часть углеводов из фруктов, овощей и продуктов с высоким содержанием клетчатки, например цельного зерна.Стремитесь, чтобы потребление добавленного сахара не превышало 100 калорий для женщин и 150 калорий или меньше для мужчин.

Структура и функции углеводов

Результаты обучения

• Различают моносахариды, дисахариды и полисахариды
• Определите несколько основных функций углеводов

Большинство людей знакомы с углеводами, одним типом макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «загружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы у них было достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, особенно через глюкозу, простой сахар, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Молекулярные структуры

Углеводы можно представить формулой (CH ₂ O) _n , где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компонентами являются углерод («углевод») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды ( моно, — = «один»; sacchar — = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до семи. Большинство названий моносахаридов оканчиваются на суффикс — ose . Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), он известен как альдоза, а если у него есть кетонная группа (функциональная группа со структурой RC (= O) R ‘), он известен как кетоза.В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они также могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и / или гексозы (шесть атомов углерода). См. Рисунок 1 для иллюстрации моносахаридов.

Рис. 1. Моносахариды классифицируются на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи.Триозы, пентозы и гексозы имеют три, пять и шесть углеродных скелетов соответственно.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆ . У человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыточная глюкоза часто хранится в виде крахмала, который катаболизируется (расщепление более крупных молекул клетками) людьми и другими животными, которые питаются растениями.

Галактоза и фруктоза — другие распространенные моносахариды: галактоза содержится в молочном сахаре, а фруктоза — во фруктовых сахарах. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения функциональных групп вокруг асимметричный углерод; все эти моносахариды имеют более одного асимметричного углерода.

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

Дисахариды

Дисахариды ( di — = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как реакция конденсации или синтез дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь (рис. 2).

Рис. 2. Сахароза образуется в результате химической реакции двух простых сахаров, называемых глюкозой и фруктозой.

Обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы. Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Полисахариды

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

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

Рис. 3. Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы.

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

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

Рис. 4. В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Рис. 5. У насекомых есть твердый внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида.

Как показано на рисунке 4, каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде удлиненных длинных цепей.Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток.

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

Зарегистрированный диетолог

Рисунок 6.Зарегистрированный диетолог (RDN) Шеф-повар Бренда Томпсон работает с персоналом общественного питания, чтобы собрать свой рецепт буррито на завтрак во время школьного дегустационного тестирования, разработанного шеф-поваром в Айдахо. Благодаря гранту Министерства сельского хозяйства США (USDA) Team Nutrition шеф-повар RDN Бренда Томпсон разработала рецепты для поваренной книги Chef Designed School Lunch.

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения.Это одна из причин, почему к зарегистрированным диетологам все чаще обращаются за советом. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания и питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для профилактики и лечения заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, нужно получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, зарегистрированные диетологи должны пройти программу стажировки под присмотром и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в химии и функциях пищи (белков, углеводов и жиров).

Вкратце: структура и функции углеводов

Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку растительным клеткам, грибам и всем членистоногим, включая омаров, крабов, креветок, насекомых и пауков. Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в молекуле. Моносахариды связаны гликозидными связями, которые образуются в результате реакций дегидратации, образуя дисахариды и полисахариды с удалением молекулы воды для каждой образованной связи.Глюкоза, галактоза и фруктоза являются обычными моносахаридами, тогда как общие дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Крахмал и гликоген, примеры полисахаридов, являются формами хранения глюкозы в растениях и животных соответственно. Длинные полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными. Целлюлоза является примером неразветвленного полисахарида, тогда как амилопектин, составляющий крахмал, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде полимеров, таких как крахмал или гликоген, делает ее немного менее доступной для метаболизма; однако это предотвращает его утечку из клетки или создание высокого осмотического давления, которое могло бы вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Роль углеводов в организме человека

Все о роли углеводов в организме человека | Vahrehvah:

Среди многих из нас существует миф, что углеводов — это плохо, но углеводов — это в основном сахара, и крахмала.Углеводы имеют решающее значение для поддержки самой основной жизненной функции, такой как производство энергии . Но мы также должны понимать, что углеводов нужно принимать в правильном количестве, иначе в конечном итоге это приведет к проблемам со здоровьем.

На самом деле, нашему организму требуется углеводов , чтобы нормально функционировать. Он обеспечивает организм глюкозой, необходимой для правильного функционирования. Они представляют собой макроэлементы, содержащиеся во многих продуктах питания и напитках. Большинство углеводов естественным образом содержатся в растительных продуктах, таких как зерно.

Виды углеводов:

• Сложные углеводы: Они содержатся в необработанном зерне, таком как овсянка и коричневый рис, поскольку содержат клетчатку и другие питательные вещества, жизненно важные для организма. В основном они содержатся в растительной пище. Они образуют крахмалы, которые растения используют для хранения энергии, а также целлюлозу, которая формирует структуру растений . Комплекс углеводов должно составлять примерно ½ от вашего ежедневного рациона, поскольку они являются основным источником топлива для вашего организма.
• Простые углеводы: Простые углеводы являются основным источником энергии для тела и содержатся во многих продуктах, богатых питательными веществами, включая фрукты, фруктовый сок и молочные продукты. Все эти продукты также содержат значительное количество витаминов, минералов и фитохимических веществ и должны потребляться как часть здорового и хорошо сбалансированного питания.Продукты, богатые белой мукой и добавленным сахаром, называются «плохими углеводами ».

Углеводы также делятся на три части:

• Сахар: это простейших форм углеводов. Он естественным образом встречается в некоторых продуктах питания, включая фрукты, овощи, молоко и молочные продукты. Сахар включает фруктовый сахар (фруктоза), столовый сахар (сахароза) и молочный сахар (лактоза).
• Крахмал: Крахмал состоит из соединенных вместе кусочков сахара.Крахмал естественным образом содержится в овощах, зерновых, приготовленных сухих бобах и горохе.
• Волокно: также состоит из соединенных вместе кусочков сахара. Фрукты, овощи, цельнозерновые продукты, а также вареные сушеные бобы и горох относятся к числу продуктов, которые от природы богаты клетчаткой.

Где в организме содержатся углеводы? Углеводы хранятся в организме в печени и мышцах в виде гликогена. Дополнительные углеводы откладываются в организме в виде жира.Такие продукты, как крахмалистые продукты, сахар, фрукты, хлеб и злаки, богаты углеводами.

Зачем нам нужны углеводы? Углеводы — это макроэлементы, которые нам нужны в наибольших количествах. Согласно рекомендациям по рациону питания, говорится, что 45% — 65% калорий должны поступать из углеводов.

Нам нужно это количество углеводов, потому что:

• Углеводы — главный источник топлива для организма.
• Они легко используются организмом для получения энергии.
• Все ткани и клетки нашего тела могут использовать глюкозу для получения энергии.
• Углеводы необходимы для правильного функционирования центральной нервной системы, почек, мозга и мышц (включая сердце).
• Углеводы могут накапливаться в мышцах и печени, а затем использоваться для получения энергии.
• Они важны для здоровья кишечника и удаления шлаков.
• Углеводы в основном содержатся в крахмалистых продуктах (таких как зерно и картофель), фруктах, молоке и йогурте.Другие продукты, такие как овощи, бобы, орехи, семена и творог, содержат углеводы, но в меньшем количестве.

Функции углеводов:

Углеводы выполняют шесть основных функций в организме:

1. Обеспечивает энергию и регулирует уровень глюкозы в крови.
2. Экономия белков для получения энергии.
3. Расщепление жирных кислот и предотвращение кетоза.
4. Биологические процессы распознавания.
5. Ароматизаторы и подсластители.
6. Пищевые волокна.

Список продуктов, содержащих углеводы : Ниже перечислены некоторые продукты, содержащие сложные углеводы. Фрукты и овощи богаты сложными углеводами. Они также содержат некоторые естественные простые углеводы, такие как глюкоза.

Фрукты и овощи содержат витаминов, минералов, высокий уровень крахмалов и других сложных углеводов, и могут также содержать жиров, и белков.Фрукты и овощи , содержащие сложные углеводы включают картофель, фасоль, морковь, окра, кабачки, огурцы, редис, батат, лук, помидоры, яблоки, клубнику и т. Д.

Зеленые овощи , такие как шпинат, стручковая фасоль и брокколи , содержат сложные углеводы , , но также содержат очень высокий уровень клетчатки. Фрукты и овощи также богаты антиоксидантами и сложными углеводами. Цельнозерновые — отличный источник сложных углеводов и пищевых волокон.

В то время как все зерна содержат большое количество сложных углеводов (), цельные зерна также содержат большое количество клетчатки. Зерновые с высоким содержанием сложных углеводов включают рис, кукурузу, пшеницу, овес, ячменя и т.д.

Цельнозерновой хлеб и макаронные изделия очень богаты сложными углеводами. Хлеб , сделанный из очищенной белой и пшеничной муки, с высоким содержанием простых углеводов, и его следует избегать. Хлеб , сделанный из цельного зерна предлагает высокий уровень сложных углеводов, чтобы дать вам энергию и регулировать уровень сахара в крови.

Эти продукты также богаты клетчаткой, которая полезна для пищеварения и помогает вам дольше чувствовать сытость после еды, так что вы меньше будете испытывать соблазн перекусов или нездоровой пищи. Орехи, злаки и бобовые очень богаты сложными углеводами.

Эти продукты также содержат белок, полезные жиры, такие как жирных кислот омега-3, и ряд витаминов, и минералов. Поскольку они богаты клетчаткой, они способствуют пищеварению и помогают поддерживать здоровый вес . Орехи, семена и бобовые с высоким содержанием сложных углеводов — это нут, соевые бобы, фасоль , чечевица, колотый горох и и т. Д.

Молочные продукты с высоким содержанием сложных углеводов , , но вы можете выбрать более здоровые обезжиренные молочные продукты, чтобы предотвратить высокий уровень холестерина и другие побочные эффекты диеты с высоким содержанием жира . Соя молоко , обезжиренный йогурт и обезжиренное молоко — все это хороший выбор для добавления сложных углеводов в свой рацион.

Продукты с самым высоким содержанием углеводов (ограничьте их или избегайте): Чрезмерное потребление углеводов, особенно рафинированных, таких как сахар или кукурузный сироп, может привести к ожирению, диабету II типа , и раку. Ниже приведен список продуктов с самым высоким содержанием углеводов, почти всех этих продуктов следует избегать.

• Фруктоза и сахар в гранулах
• Конфеты, мармеладки и порошковые напитки
• Сахарная крупа
• Сушеные фрукты, такие как яблоки, бананы, финики и сливы, богаты углеводами.
• Картофельные чипсы, картофельные дольки, картофель фри, рисовые лепешки и т. Д.
• Торты, выпечка, печенье, хлеб и пицца.
• Готовые приправы, консервы, сладкие спреды и джемы.
• Заправки для салатов, готовые сладкие соленья и соусы.

Поскольку Индия, как говорят, находится на грани эпидемии ожирения, важно, чтобы каждый человек имел сбалансированную диету, обеспечивающую достаточное количество углеводов , что не дает вашему телу поедать свои собственные мышцы в то время как богатые углеводами диету иногда описывают как бережливую к белку. Говорят, что тело может упаковать около 400 граммов (14 унций) гликогена в клеток печени, и мышечных клеток.

Грамм углеводов, включая глюкозы, , содержит четырех калорий. Если сложить всю глюкозу, хранящуюся в гликогене, с небольшим количеством глюкозы в ваших клетках и крови, получится около 1800 калорий энергии. Если ваша диета обеспечивает больше углеводов, чем вам необходимо для производства этого количества накопленных калорий в виде глюкозы и гликогена в ваших клетках, крови, мышцах, и печени, будет иметь избыток превратиться в жир, что естественным образом приведет к ожирению.

Следовательно, очень важно придерживаться правильной диеты. Не забывайте быть разборчивым при употреблении простых углеводов, ешьте более сложные углеводов, и используйте контроль порций . Будьте более изобретательными в приготовлении правильного питания, откажитесь от малоподвижного образа жизни и регулярно занимайтесь спортом, которые помогут вам оставаться в форме и оставаться сильными.

Вы также можете следить за этой кампанией, чтобы узнать о некоторых особенностях и советах выдающихся врачей из AAPI (Американской ассоциации врачей индийского происхождения), а также узнать о полезных рецептах и ​​диетах от популярных шеф-поваров, которые вы и ваша семья можете наслаждайтесь и получайте удовольствие, оставаясь в форме и сильным.

Чтобы подписаться, нажмите: https://www.facebook.com/AAPIChildhoodObesity

Наслаждайтесь здоровым питанием и Будьте в форме. Be Cool !

Четыре функции углеводов в нашем организме

Углеводы были центром споров на протяжении многих лет. Модные диеты появляются постоянно, предупреждая об опасности углеводов и призывая вас ограничить количество потребляемой пищи. Тем не менее, углеводы играют решающую роль в вашем здоровье и благополучии.Согласно Руководству по питанию для американцев от 2010 года, от 45 до 55 процентов ваших калорий должны поступать из углеводов, включая цельнозерновые, фрукты, овощи и нежирные молочные продукты.

Обеспечьте энергией

Углеводы являются предпочтительным источником топлива для вашего тела. Когда вы едите продукты, содержащие углеводы, ваш организм расщепляет их до глюкозы. Глюкоза является топливом для каждой клетки вашего тела, особенно для мозга и нервных клеток. Ваше тело может расщеплять углеводы для получения энергии намного эффективнее, чем белки или жиры.Если вашему организму не нужна глюкоза немедленно, оно будет накапливать энергию в форме гликогена, чтобы использовать ее позже.

Запасной белок

В каких группах продуктов питания содержатся углеводы?

Если вы не едите достаточно углеводов, ваше тело будет использовать белок в качестве источника энергии. Белок необходим для наращивания мышц, а также для некоторых других функций, но если он используется для получения энергии из-за недостатка углеводов, он не может выполнять свои функции должным образом. Поскольку ваше тело менее эффективно расщепляет белок для использования в качестве топлива, выделяются опасные побочные продукты, что затрудняет работу почек, поскольку они пытаются избавить организм от этих токсинов.

Поддержание здоровья пищеварительной системы

Клетчатка — это тип углеводов, который необходим для здоровья пищеварительной системы. Часть клетчатки легко усваивается, а часть — нет. Оба типа клетчатки необходимы, чтобы помочь пище перемещаться по кишечному тракту и, в конечном итоге, выводиться через толстую кишку, унося с собой продукты жизнедеятельности. Клетчатка помогает предотвратить запоры и диарею. Клетчатка также помогает дольше чувствовать сытость, что помогает избежать переедания.

Стимулируйте рост хороших бактерий

Ежедневное потребление углеводов для похудания

Углеводы ферментируются в кишечнике, что стимулирует рост бактерий.Эти бактерии помогают расщеплять пищу, чтобы ее мог использовать организм. Некоторые бактерии защищают толстую кишку от вредных клеток, таких как рак. Продукты, которые стимулируют этот тип бактерий, известны как пребиотики.

Структура и функции углеводов

Структура и функции углеводов

Углеводы, как следует из названия, относятся к гидратам углерода, включающим углерод, водород и кислород. Водород и кислород, присутствующие в углеводах, находятся в соотношении 2: 1.Углеводы также делятся по химической структуре на моносахариды (один сахарид), дисахариды (два отдельных сахарида), олигосахариды и полисахариды . Молекулярная масса моносахаридов и дисахаридов относительно меньше, что позволяет классифицировать их на более простые сахара, такие как глюкоза и фруктоза (содержатся в меде и фруктах).

Два моносахарида соединяются вместе с образованием дисахарида, который является простейшим из полисахаридов по структуре e.г., сахароза (столовый сахар) и лактоза или галактоза (образуется при переваривании молока).

Моносахариды не требуют ферментов для абсорбции в тонком кишечнике.

Полисахариды — это более крупные молекулы, образованные путем объединения множества моносахаридных единиц вместе, и служат для хранения энергии (например, гликогена и крахмала). Кишечник не может абсорбировать полисахариды, потому что они слишком велики, поэтому им требуются ферменты, вырабатываемые в тонком кишечнике, чтобы расщепить его на моносахаридные единицы.

Ниже приведены функции углеводов:

• Моносахариды — важные бимолекулярные вещества, необходимые для нормального развития жизни. Они помогают иммунной системе функционировать, способствуют оплодотворению и образованию ДНК, а также играют роль в предотвращении любого патогенеза.
• 5-углеродная рибоза (моносахарид) необходима для образования важных коферментов, таких как АТФ, ФАД и НАД, которые удовлетворяют потребности организма в энергии.Рибоза также необходима для создания РНК (рибонуклеиновой кислоты), а также ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) для генетической структуры человека, поскольку они являются строительными блоками нуклеиновых кислот.
• Углеводы необходимы как источник энергии. Они оставляют белки свободными, чтобы их можно было использовать в качестве строительных блоков тела.
• Недостаток углеводов в рационе приводит к расщеплению жиров как источника энергии и накоплению кетоновых тел в крови, вызывая состояние, известное как кетоз.

• Углеводы — исключительный источник энергии для мозга! Они также играют важную роль в регуляции нервной системы.
• Углеводы с высоким содержанием клетчатки предотвращают нарушения работы кишечника, такие как запор, и предотвращают развитие таких заболеваний, как диабет, рак и болезни сердца.

Определенные углеводы способствуют развитию полезных бактерий в пищеварительной системе.

• Полисахариды составляют структурный комплекс целлюлозы в растениях и хитина, присутствующего в членистоногих, помимо накопления энергии в виде гликогена в клетках печени и мышц и крахмала в растениях.

.