Углеводы – главный источник энергии в организме человека.

Общая формула углеводов Сn(H2O)m

Углеводы - вещества состава См Н2п Оп, имеющие первостепенное биохимическое значение, широко распространены в живой природе и играют большую роль в жизни человека. Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. На долю углеводов приходится около 80 % сухого вещества растений и около 20 % животных. Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений - углекислого газа и воды (СО2 и Н2 О).

Запасы углеводов в виде гликогена в организме человека составляют примерно 500 г. Основная масса его (2/3) находится в мышцах, 1/3 – в печени. В промежутках между приемами пищи гликоген распадается на молекулы глюкозы, что смягчает колебания уровня сахара в крови. Запасы гликогена без поступления углеводов истощаются примерно за 12-18 часов. В этом случае включается механизм образования углеводов из промежуточных продуктов обмена белков. Это обусловлено тем, что углеводы жизненно необходимы для образования энергии в тканях, особенно мозга. Клетки мозга получают энергию преимущественно за счет окисления глюкозы.

Виды углеводов

Углеводы по своей химической структуре можно разделить на простые углеводы (моносахариды и дисахариды) и сложные углеводы (полисахариды).

Простые углеводы (сахара)

Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания (гипогликемическая кома).

Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, земляника – 2,7%, слива – 2,5%, арбуз – 2,4%. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве – 2,6%, в белокочанной капусте – 2,6%, в моркови – 2,5%.

Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.

Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» - глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.

Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.

Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу (молочный сахар) – основной углевод молока и молочных продуктов.

Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.

Галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, превращается в печени в глюкозу. При врожденном наследственном недостатке или отсутствии фермента, превращающего галактозу в глюкозу, развивается тяжелое заболевание - галактоземия, которая ведет к умственной отсталости.

Сахароза - это дисахарид, образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Содержание сахарозы в сахаре 99,5%. То, что сахар – это «белая смерть», любители сладкого знают так же хорошо, как курильщики то, что капля никотина убивает лошадь. К сожалению, обе эти прописные истины чаще служат поводом для шуток, чем для серьезных размышлений и практических выводов.

Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.

При соединении двух молекул глюкозы образуется мальтоза - солодовый сахар. Ее содержат мед, солод, пиво, патока и хлебобулочные и кондитерские изделия, изготовленные с добавлением патоки.

Сложные углеводы

Все полисахариды, представленные в пище человека, за редкими исключениями, являются полимерами глюкозы.

Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов.

Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе (ядрице) до 70% - в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» - 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 (ржаная) до 68% (пшеничная высшего сорта). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. По этой причине сухие горох, фасоль, чечевицу, нут относят к зернобобовым. Особняком стоят соя, которая содержит только 3,5% крахмала, и соевая мука (10-15,5%). По причине высокого содержания крахмала в картофеле (15-18%) в диетологии его относят не к овощам, где основные углеводы представлены моносахариды и дисахаридами, а к крахмалистым продуктам наравне со злаковыми и зернобобовыми.

В топинамбуре и некоторых других растениях углеводы запасаются в виде полимера фруктозы - инулина. Пищевые продукты с добавкой инулина рекомендуют при диабете и особенно – для его профилактики (напомним, что фруктоза дает меньшую нагрузку на поджелудочную железу, чем другие сахара).

Гликоген - «животный крахмал» - состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%).

Продукты с высоким содержанием углеводов

Наиболее распространенными углеводами являются глюкоза, фруктоза и сахароза, входящие в состав овощей, фруктов и меда. Лактоза входит в состав молока. Сахар-рафинад представляет собой соединение фруктозы и глюкозы.

Глюкоза играет центральную роль в процессе обмена веществ. Она является поставщиком энергии для таких органов, как головной мозг, почки, и способствует выработке красных кровяных телец.

Человеческий организм не в состоянии делать слишком большие запасы глюкозы и потому нуждается в ее регулярном пополнении. Но это не значит, что нужно есть глюкозу в чистом виде. Гораздо полезнее употреблять ее в составе более сложных углеводных соединений, например, крахмала, который содержится в овощах, фруктах, зерновых. Все эти продукты, кроме того, являются настоящим кладезем витаминов, клетчатки, микроэлементов и других полезных веществ, помогающих организму бороться со многими болезнями. Полисахариды должны составлять большую часть всех поступающих в наш организм углеводов.

Важнейшие источники углеводов

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.

Углеводы применяют в качестве:

Лекарственных средств,

Для производства бездымного пороха (пироксилина),

Взрывчатых веществ,

Искусственных волокон (вискоза).

Огромное значение имеет целлюлоза как источник для получения этилового спирта

1.Энергетическая

Основная функция углеводов заключается в том, что они являются непременным компонентом рациона человека, при расщеплении 1г углеводов освобождается 17,8 кДж энергии.

2. Структурная.

Клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.

3. Запасающая.

Крахмал и гликоген являются запасными продуктами у растений и животных

Историческая справка

· Углеводы используются с глубокой древности - самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд.

· Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия. Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327 г. до н.э.

· Крахмал был известен ещё древним грекам.

· Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом

· В 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала

· Впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я. Берцеллиус в 1837 г. С6Н12О6

· Синтез углеводов из формальдегида в присутствии Са(ОН)2 был произведён А.М. Бутлеровым в 1861 г.

Заключение

Значение углеводов трудно переоценить. Глюкоза является основным энергетическим источником в организме человека, идет на построение многих важных веществ в организме – гликогена (энергетический резерв), входит в состав клеточных мембран, ферментов, гликопротеидов, гликолипидов, участвует в большинстве реакций, происходящих в организме человека. В то же время именно сахароза является основным источником глюкозы, который поступает во внутреннюю среду. Содержащая практически во всех растительных продуктах питания, сахароза обеспечивает необходимый приток энергетического и незаменимого вещества – глюкозы.

Организму обязательно нужны углеводы (свыше 56% энергии мы получаем за счет углеводов)

Углеводы бывают простые и сложные(из-за строения молекул их так назвали)

Минимальное количество углеводов должно быть не меньше 50-60 г

В живой природе широко распространены многие вещества, значение которых сложно переоценить. К примеру, к таковым относятся углеводы. Они чрезвычайно важны в качестве источника энергии для животных и человека, а некоторые свойства углеводов делают их незаменимым сырьем для промышленности.

Что это такое?

Краткие сведения о химическом строении

Если посмотреть на линейную формулу, то в составе этого углевода хорошо заметна одна альдегидная и пять гидроксильных групп. Когда вещество находится в кристаллическом состоянии, то молекулы его могут находиться в одной из двух возможных форм (α- или β-глюкоза). Дело в том, что гидроксильная группа, сцепленная с пятым атомом углерода, может вступать во взаимодействие с карбонильным остатком.

Распространенность в природных условиях

Так как ее исключительно много в виноградном соке, глюкозу нередко называют «виноградным сахаром». Под таким именем ее знали еще наши далекие предки. Впрочем, отыскать ее можно в любом другом сладком овоще или фрукте, в мягких тканях растения. В животном мире ее распространенность ничуть не ниже: приблизительно 0,1% нашей крови - это именно глюкоза. Кроме того, найти можно эти углеводы в клетке практически любого внутреннего органа. Но особенно их много в печени, так как именно там осуществляется переработка глюкозы в гликоген.

Она (как мы уже и говорили) является ценным источником энергии для нашего организма, входит в состав практически всех сложных углеводов. Как и прочие простые углеводы, в природе она возникает после реакции фотосинтеза, которая протекает исключительно в клетках растительных организмов:

6СО 2 + 6Н 2 О хлорофилл С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 - Q

Растения при этом выполняют невероятно важную для биосферы функцию, аккумулируя энергию, которая получается ими от солнца. Что касается промышленных условий, то издревле получали из крахмала, производя его гидролиз, причем катализатором реакции является концентрированная серная кислота:

(С 6 Н 10 О 5)n + nH 2 О H 2 SO 4 , t nC 6 H 12 О 6

Химические свойства

Каковы химические свойства углеводов этого вида? Обладают все теми же характеристиками, которые свойственны сугубо спиртам и альдегидам. Кроме того, имеются у них и некоторые специфические особенности. Впервые синтез простых углеводов (в том числе и глюкозы) был произведен талантливейшим химиком А. М. Бутлеровым в 1861 году, причем в качестве сырья он использовал формальдегид, расщепляя его в присутствии гидроксида кальция. Вот формула этого процесса:

6НСОН ------->С6Н 12 О 6

А сейчас рассмотрим некоторые свойства двух других представителей группы, природное значение которых не менее велико, а потому их изучает биология. Углеводы этих видов играют в нашей повседневной жизни весьма важную роль.

Фруктоза

Формула этого глюкозного изомера - СеН 12 О б. Наподобие «прародителя» может существовать в линейной и циклической форме. Вступает во все реакции, которые характерны для многоатомных спиртов, но, тем самым отличаясь от глюкозы, никак не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра.

Рибоза

Чрезвычайно большой интерес представляет рибоза и дезоксирибоза. Если вы хоть немного помните программу биологии, то и сами прекрасно знаете о том, что именно эти углеводы в организме входят в состав ДНК и РНК, без которых само существование жизни на планете невозможно. Название «дезоксирибоза» означает, что в ее молекуле на один атом кислорода меньше (если ее сравнивать с обычной рибозой). Будучи сходными в этом отношении с глюкозой, также могут иметь линейное и циклическое строение.

Дисахариды

В принципе, эти вещества по своему строению и функциям во многом повторяют предыдущий класс, а потому нет смысла останавливаться на этом более подробно. Каковы химические свойства углеводов, относящихся к этой группе? Важнейшими представителями семейства являются сахароза, мальтоза и лактоза. Все они могут быть описаны формулой С 12 Н 22 О 11 , так как являются изомерами, но это не отменяет огромных различий в их строении. Так чем характерны сложные углеводы, список и описание которых вы можете увидеть ниже?

Сахароза

Ее молекула имеет в своем составе сразу два цикла: один из них является шестичленным (остаток α-глюкозы), а другой - пятичленный (остаток β-фруктозы). Соединяется все эта конструкция за счет гликозидного гидроксила глюкозы.

Получение и общее значение

Согласно сохранившимся историческим сведениям, еще за три века до Рождества Христова сахар из научились получать в Древней Индии. Только в середине 19-го века оказалось, что куда больше сахарозы с меньшими для этого усилиями можно добыть из сахарной свеклы. В некоторых ее сортах содержится до 22% этого углевода, тогда как в тростнике содержание может быть в пределах 26%, но такое возможно только при идеальных условиях выращивания и благоприятном климате.

Мы уже говорили, что углеводы хорошо растворяются в воде. Именно на этом принципе основано получение сахарозы, когда для этой цели используют аппараты-диффузоры. Чтобы осадить возможные примеси, раствор фильтруют через фильтры, в состав которых входит известь. Чтобы удалить из полученного раствора гидроксид кальция, через него пропускают обычный углекислый газ. Осадок отфильтровывают, а сахарный сироп упаривают в специальных печах, получая на выходе уже знакомый нам сахар.

Лактоза

Этот углевод в промышленных условиях выделяется из обычного молока, в котором в избытке содержатся жиры и углеводы. В нем этого вещества содержится довольно много: так, коровье молоко содержит приблизительно 4-5,5% лактозы, а в молоке женщин ее объемная доля доходит до 5,5-8,4%.

Каждая молекула этого глицида состоит из остатков 3-галактозы и а-глюкозы в пиранозной форме, которые образуют связи посредством первого и четвертого атома углерода.

В отличие от других сахаров, у лактозы есть одно исключительное свойство. Речь идет о полном отсутствии гигроскопичности, так что даже во влажном помещении этот глицид совершенно не отсыревает. Это свойство активно используется в фармацевтике: если в состав какого-то лекарства в порошкообразной форме входит обычная сахароза, то к ней обязательно добавляют лактозу. Она совершенно натуральная и безвредна для человеческого организма, в отличие от многих искусственных добавках, которые препятствуют слеживанию и намоканию. Каковы функции и свойства углеводов этого типа?

Биологическое значение лактозы чрезвычайно велико, так как лактоза является важнейшим питательным компонентом молока всех животных и человека. Что же касается мальтозы, то ее свойства несколько отличны.

Мальтоза

Является промежуточным продуктом, который получается при гидролизе крахмала. Название «мальтоза» получил из-за того что образуется во многом под влиянием солода (по-латински солод - maltum). Широко распространен не только в растительных, но и в животных организмах. В больших количествах образуется в пищеварительном тракте жвачных животных.

и свойства

Молекула этого углевода состоит из двух частей α-глюкозы в пиранозной форме, которые соединены между собой посредством первого и четвертого атомов углерода. На вид представляет собой бесцветные, белые кристаллы. На вкус - сладковатая, прекрасно растворяется в воде.

Полисахариды

Следует помнить, что все полисахариды можно рассматривать с той точки зрения, что они представляют собой продукты поликонденсации моносахаридов. Их общая химическая формула - (С б Н 10 О 5)п. В рамках данной статьи мы рассмотрим крахмал, так как он является наиболее типичным представителем семейства.

Крахмал

Образуется в результате фотосинтеза, в больших количествах откладывается в корнях и семенах растительных организмов. Каковы физические свойства углеводов этого вида? На вид представляет собой белый порошок с плохо выраженной кристалличностью, нерастворимый в холодной воде. В горячей жидкости образует коллоидную структуру (клейстер, кисель). В пищеварительном тракте животных имеется много ферментов, которые способствуют его гидролизу с образованием глюкозы.

Является наиболее распространенным который образован из множества остатков а-глюкозы. В природе одновременно встречаются две его формы: амилоза и амшопектин. Амилоза, будучи линейным полимером, может быть растворена в воде. Молекула состоит из остатков альфа-глюкозы, которые связаны через первый и четвертый атом углерода.

Нужно помнить, что именно крахмал является первым видимым продуктом фотосинтеза растений. В пшенице и других злаковых его содержится до 60-80%, тогда как в клубнях картофеля - всего 15-20%. К слову говоря, по виду крахмальных зерен под микроскопом можно безошибочно определить видовую принадлежность растения, так как они у всех разные.

Если нагреть, его огромная молекула будет быстро разлагаться с образованием мелких полисахаридов, которые известны под названием декстринов. У них с крахмалом одна общая химическая формула (С 6 Н 12 О 5)х, но имеется разница в значении переменной «х», которое меньше значения «n» в крахмале.

Напоследок приведем таблицу, в которой отражены не только основные классы углеводов, но и их свойства.

Основные группы	Особенности молекулярного строения	Отличительные свойства углеводов
Моносахариды	Различаются по числу атомов углерода: Триозы (С3) Тетрозы (С4) Пентозы (С5) Гексозы (С6)	Бесцветные или белые кристаллы, отлично растворяются в воде, сладкие на вкус
Олигосахариды	Сложное строение. В зависимости от вида, содержат 2-10 остатков простых моносахаридов	Внешний вид тот же, чуть хуже растворяются в воде, менее сладкий вкус
Полисахариды	Состоят из очень большого количества остатков моносахаридов	Белый порошок, кристаллическая структура выражена слабо, в воде не растворяются, но имеют свойство в ней разбухать. На вкус нейтральные

Вот каковы функции и свойства углеводов основных классов.

Вы делаете это несколько раз в день, каждый день в течении всей вашей жизни. Каждый из нас, по своему, диетолог. Когда вы готовите себе кашу или отбивную Но как мы не становимся врачами, приклеивая пластырь Так и не становимся настоящими диетологами, открывая холодильник. Диетология или нутрициология - это целая наука. Диетология - мультидисциплинарная, это значит что она объединяет в себе множество наук. Это физиология, химия, биология и даже социальные науки. Основной инструмент диетологии - диеты. Это организованные системы питания. Набор продуктов, подходящих для решения конкретной задачи, для конкретного человека Цели и задачи, как правило, разные Поэтому схемы, вроде самые здоровые и правильное питание Одному человеку могут подойти, а другому могут навредить. Ведь понятие правильное питание для одного и того же человека весом в 100 кг и человека весом в 50 кг, будут поразительно отличаться Точно выяснить влияние конкретного продукта На здоровье зачастую очень сложно и дорого. Переменных много. Продукты, даже самые простые Отличаются друг от друга по макро- и микронутриентам Плюс у каждого человека свои особенности питания и предпочтения. Если мы помещаем людей в условия двойного плацебо контролируемого эскперемента И годами полностью контролируем диету до грамма Такое представить довольно сложно Все потому что исследования такого формата дорогие. У пищевой индустрии таких денег особенно нет. А у фарминдустрии они есть Поэтому, плацебо-контролируемые исследования золотой стандарт именно в исследованиях лекарств А на пищевые добавки или на пищу не получить патент. Поэтому сейчас почти все исследования о здоровом питании Это эпидемиологические исследования Ученые изучают рацион и образ жизни определенных людей. И делают выводы на основании корреляции. Чем они питались и как это повлияло на их здоровье. Но если детально изучать слишком дорого и сложно. А другие исследования это статистические корреляции, Тогда зачем инвестировать в исследования питания? Ведь люди и без науки едят и некоторые даже очень много. Производителям сладостей или алкоголя, например, Доказывать вредность или полезность своих продуктов В сравнении с фарминдустрией, чаще всего не требуется. На продукты всегда есть спрос. Их и так уже покупают Но основные, научно-обоснованные столбы правильного питания, все таки наукой установлены. Эти исследования финансировались в основном государствами, которые хотят, чтобы граждане Которые приводят в движение экономику были здоровыми и продуктивными. И мы говорим об эпидемии ожирения. Эволюционно человек склонен набирать вес Ведь хомо, на протяжении сотен тысяч лет, жили в условиях жесточайшего дифицита Пищу нужно было добывать. Пищу нужно было запасать. И тот, кто это делал Хорошо имел преимущество. Проще говоря, Лишний вес, гарантия выживания и показатель здоровья. Но сейчас все изменилось. 21 век. Малоподвижный образ жизни. Гиподинамия, доступность высококалорийных продуктов. Мы просто набираем телефон и к нам приезжает пицца. И все больше тучных людей самого разного возраста С хроническими заболеваниями, которые связаны с Высоким индексом массы тела. Все это современная наука называет - метаболическим ожирением или метаболическим синдромом. Основные последствия избыточного лишнего веса это Это повышение риска развития диабета и сердечно сосудистых заболеваний. Заболевания опорно-двигатального аппарата И кто знает синдром ночного апноэ или "храпа" И другие ассоциируемые с ожирением заболевания. Главным критерием оценки рисков для здоровья, согласно ВОЗ Служит индекс массы тела или ИМТ ИМТ позволяет оценить отклонение веса человека от нормы, И выяснить, является ли масса нормальной, избыточной или недостаточной. Данный критерий является косвенным, поскольку композиция тела Т.е. пропорция мышечной массы и жировой массы у разных людей различны. Процент жира может изменятся от пола, расы и гинетики. К примеру: Азиаты имеют более высокое содержание массы жира в теле При более низких значениях индекса массы тела, Особенно в молодом возрасте. Более того, процент жира в теле увеличивается с возрастом А процент мышечной массы снижается. Вроде как индекс массы тела остается одинаковым, но уже совсем не так. Так же для оценки рисков для здоровья нужно учитывать другие метаболические показатели. Это инсулин, гликированный гемоглобин, липидный профиль крови и другие показатели. Тем не менее, диабет второго типа И сердечно сосудистые заболевания Это спутники избыточной массы тела И с возрастом риски увеличиваются Ученые попытались проследить связь между общей смертностью и ИМТ Ряд данных показывает, чем ближе мы к норме ИМТ, Тем выше вероятность прожить дольше. Особенно если человек не увлекается алкоголем или курением Международная коллаборация научных центрах, в разных странах мира Провели мета-анализ в 239 Качественных перспективных исследований. С участием, почти более 10 миллионов человек, в возрасте от 20 до 90 лет И они выяснили, что быть даже слишком худым Т.е. иметь низкий ИМТ Ниже 18,5, тоже вредно. Как избыточная масса тела, так и недостаток массы тела Повышает риски смертности от всех причин. Проблема ясна, эту проблему нужно решить. Инструментом служить диетический паттерн, т.е. диета. Которой стоит придерживаться. Тут мы сталкиваемся с колоссальным разнообразием схем, диеты различных решений. Каждый имеет свои плюсы и минусы. Низкоуглеводные диеты, кето диеты. Диеты в которых исключается или сводится к минимуму из макронутриентов. Это углеводы. Либо низкожировые диеты, где исключаются жиры Низкобелковые диеты с исключением белковой пищи. Периодическое голодание, белково-углеводное чередование, раздельное питание Их множество и можно продолжать так далее Исследование пищевых протоколов, показывает Что, на самом деле, нету разницы в достижении основного результата Снижения веса или сброса веса, или набора веса Какой диеты вы не придерживались. По скольку все диеты, как бы их не называли, все таки строятся на одном принципе. Количество энергии, которое человек получает с пищей И расход энергии. Например низкожировые диеты исключают из рациона Самый высококалорийный нутриент - жиры И в таком случае, если у вас нет жиров в питании Очень сложно получить энергии больше, чем вы тратите Как бы вы не ели Если совсем просто, если вы едите меньше, чем вы тратите вы худеете. Если больше чем тратите, вы потолостеете. Инструментом в этом случае служит простой принцип подсчета калорий. И контроль потребляемой вами пищей. Но, к сожалению, такой простой принцип слишком труден на практике От 60 до 90 процентов людей По разным оценкам, которые похудели, не в силах сохранить результат снижения веса. И это все связано с непониманием работы всех диет. В их основе лежит профицит или дефицит калорийности Людям же проще применить какие-то экстремальные подходы Жесткие ограничения, вроде "исключаем все мучное" Либо исключаем полностью жиры, либо только фрукты в течении месяца. Либо не едим совсем мяса и, конечно, в таком режиме люди получают результат. А когда получают результат возвращаются к старому протоколу питания и набирают вес опять. Такие готовые схемы диеты - работают, однако они оказывают больше негативных последствий для здоровья и психики. Несмотря на очевидные результаты по снижению веса. В этом и есть проблема готовых диет. Легко запомнить короткий список, того, что можно есть. Но с этим трудно жить. Мы все любим простые решения, они всего лучше укладываются в голове. Но категоричный и жесткий подход, очень трудно превратить в образ жизни и трудно придерживаться его в долгосрочной перспективе. Более того, исследования в области контроля калорийности питания демонстрируют, что без системы, а по субъективным ощущениям, добровольцы, как правило, недооценивают количество съеденных калорий. По заявлениям добровольцев они потребляли 1500 калорий в день, а по оценкам исследователей, которые следили за добровольцами, на самом деле они наедали 3000 калорий. И если вы хотите держать свой вес под контролем, первое, что нужно сделать это научится оценивать калорийность и состав продукта. Т.е. то количество еды, которое вы употребляете в день. На первых парах это довольно сложно, но в долговременной перспективе это себя оправдывает. Это и есть гигиена питания, мы едим каждый день, как и чистим зубы. Почему мы так мало знаем о том, что мы едим? Быстрое снижение веса имеет право на существование, например для шоу или для фотосессии. Но надо понимать, что результат будет короткосрочным. Если у вас 25 лишних киллограмм, настраивайтесь на год снижения веса и изменения образа жизни в последующем. И мы переходим к третьему пункту, что же такое правильное питание? ГМО, сахар, жиры, соли, глютен, е-добавки, глютомат, консерванты, мясо, дрожи, молочный сахар, лактоза или пальмовое масло, фаст-фуд В общественном сознании все эти вещи считаются вредными для здоровья. Не есть после 6, больше овощей и молочных продуктов, веганство, отказ от сахара, осознанное питание, палио-диеты, несколько стаканов воды в день. Фрукты на завтрак или перед сном. Такие схемы считаются полезными для здоровья. Но увы, что первое утверждение, что второе, являются диетическими мифами. И вот почему. В сфере диетологии принято разделять продукты на полезные/здоровые и вредные/опасные. Такая дихотомия - деление на черное и белое, зачастую приводит к серьезным проблемам. Например глютен,. В СМИ, в профессиональной сфере, активно демонизируют клейковину, это белок пшеницы. И это яркий пример склонности людей, увлеченных идеями здорового образа жизни, перегибать палку. Целиакия или непереносимость глютена, это проблема максимум 1% населения. Т.е. конкретно у вас, скорее всего, ее нет. И вот люди берут и проецируют проблему маленькой категории населения На всю популяцию в целом. Это так же странно, если бы мы решили, что у какой-то конкретной группы людей есть аллергия на морепродукты. Давайте объявим всем репродукты опасные и скажем что это источники всех бед. Это и есть идеи безглютеновой диеты. Но часто такие идеи работают, потому что исключая глютен, убирают из своего питания массу фаст-фуда и других высоко рафинированных продуктов. И потом говорят об опасности глютена. И вообще положительный результат от многих диет это, как правило, случайные совпадения. Такая же история и с конкретными веществами. Вроде лактозы, молочного сахара, соли, пищевых добавок, белков и конечно сахара. Массовом сознании какими только ужасными чертами только не наделяют сахар и набирают вес от него, и зависимость вызывает, чуть ли не как наркотики. И считается, что сахар связан с риском развития диабета второго типа и эпидемии ожирения. Последние исследования наглядно демонстрируют потребление сахара в Китае в 10 раз ниже, чем в США. Но при этом распространённость диабета, на сравниваемом участке после 50 лет - выше и даже растет. Примерно похожая картина при сравнении в Англии и США. В Англии потребление сахара, за последние 50 лет целенаправленно снижается, но при этом распространённость диабета не ниже американских показателей и так же наблюдается продолжение роста диабета. КНДР с ростом благосостояния граждан, активной урбанизации, увеличением доступности высококалорийных продуктов питания. При одновременном снижении двигательной активности мы имеем нарушение энергетического баланса в теле и следствием которой накопление избыточной массы тела, за счет жировых отложений. И сахар тут, в общем то, не при чем. Так же история и у пищевой зависимости от сахара, проверяли почти 1500 студентов, прогнали на предмет признаков пищевой зависимости к определенным категориям продуктов. А так же им замеряли ИМТ, текущие данные показывают, что сладкие продукты вносят минимальный вклад в пищевую зависимость и в увеличение риска лишнего веса. Вместо этого, данные согласуются с уже известными представлениями о том, что плотность энергии пищи, т.е. калорийность и индивидуальный опыт приема пищи играют решающую роль в проблеме эпидемии ожирения. Если говорить проще и своими словами, то беда не в сахаре, а в сочетании факторов, которые делают какой-то конкретный продукт или категорию продуктов. Одновременно желанными и очень калорийными. И это есть фаст-фуд, сахар тут не при чем. Так что же такое правильное питание? Исследуя воздействие пищи на человека ученые исследуют не сам продукт, а то, что содержится в пище. Состав. Что влияет на здоровье. Пища состоит из макро- и микронутриентов. Макронутриенты это белки, жиры, углеводы. То, что вы можете найти на пачке любого продукта, познакомившись с ним. Микронутриенты это витамины и минералы. Микронутриенты в отличие от макронутриентов не несут энергетической ценности, они не имеют калорий. Но тем не менее являются необходимыми или ветальными веществами для здоровья и протекания различных биохимических процессах в теле. Чтобы понять, сколько требуется лично вам, вы можете воспользоваться готовыми калькуляторами калорий. Или посчитать свою норму потребления энергии. Вы так же можете узнать, какое количество белков, жиров, углеводов, необходимо лично вам. С этим вы можете познакомится на различных сайтах здравоохранения. Где создаются таблицы и выделяются нормы потребления для конкретных лиц, для конкретных возрастных категорий, женщин, мужчин и т.д. Ссылки на данные таблицы и на сайты организации здравоохранения будут в описании к видео на YouTube. Правильное питание должно соответствовать потребностям организма в энергии и обеспечивать необходимый уровень углеводов, белков и жиров. И от человека к человеку разные группы, индивидуальные особенности, пищевые предпочтения, непереносимость конкретных продуктов, правильное питание для всех этих людей будет разное. Поэтому нет четко-установленного эталона правильного питания. Приблизительные нормы потребления макро, микронутриентов установлены ВОЗ и организациями здравоохранения. Для специфических задач требуется выходить за нормы потребления. Если вы занимаетесь тяжелым трудом или спортом. Минералы, микроэлементы, витамины, а так же достаточное количество воды в день необходимо телу. В итоге, учитывая индивидуальные особенности каждого человека, необходимо рассчитать количество энергии, которое требуется лично для вас. Учитывать все макронутриенты: белки, жиры, углеводы. Схемы, которые подозревают удаление одного из макронутриентов из диеты как правило приводит к проблемам со здоровьем. И не дает долгосрочных результатов. Если вы хотите сокращать количество калорий, сокращайте общее объемы пищи. А не конкретные элементы. Следите за ИМТ. С возрастом ИМТ меняется и это является предиктором заболеваний сердечно-сосудистой системы. Если хотите сохранить свое здоровье и снизить риски развития диабета второго типа, контролируйте свой вес. Сделать это можно с помощью простых схем. Контроля калорий и потребляемой пищей. И так друзья, спасибо большое за внимание. С вами был Сацулин Борис. Подписывайтесь на SciOne и ссылки для ознакомления с вопросом есть в описании к видео на YouTube. Ну что ж, спасибо и да прибудет с вами наука.

Определение

Углеводы – это природные соединения, имеющие состав C$_n$(H$_2$O)$_m$. Исключение - дезоксирибоза С$_5$Н$_{10}$О$_4$.

Следует отметить, что молекулярная формула C$_n$(H$_2$O)$_m$ может описывать и другие классы соединений.

Углеводы входят в состав всех живых организмов, они составляют около 80% от сухой массы растений, а полисахарид целлюлоза является самым распространенным органическим веществом на Земле.

В растениях и животных углеводы выполняют разнообразные функции: служат источником энергии, являются "строительным материалом" клеточных стенок растений, определяют защитные свойства млекопитающих (наряду с белками). Углеводы служат исходными веществами для производства бумаги, искусственных волокон, взрывчатых веществ и др. Многие углеводы находят применение в медицине.

Среди наиболее известных углеводов можно выделить следующие (на рисунках приведены структурные формулы углеводов и их источники (для "а" , "б", "в") или их использование ("г")):

а) глюкоза - моносахарид, виноградный сахар.

б) сахароза - дисахарид, тростниковый сахар.

в) крахмал - полисахарид, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе, основное питательное вещество в клетках растений.

г) целлюлоза - полисахарид, главная составная часть клеточных оболочек всех высших растений.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ.

Исторически к углеводам относят вещества весьма разнообразного строения - от низкомолекулярных, построенных всего лишь из нескольких атомов углерода (чаще всего из пяти или шести), до полимеров с молекулярной массой в несколько миллионов.

Последние, называемые полисахаридами , в результате полного гидролиза образуют более простые соединения - моносахариды . Промежуточную группу составляют олигосахариды , включающие относительно небольшое количество мономерных звеньев.

Определение 1

Моносахариды - мономеры, из остатков которых состоят углеводы более сложного строения. Моносахариды не подвергаются гидролизу.

Определение 2

Олигосахариды – олигомеры, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков.

Определение 3

Полисахариды – полимеры, включающие до нескольких тысяч моносахаридных звеньев

Моносахариды (например, глюкоза, фруктоза, галактоза и др.) относят к группе веществ, для которых вопрос строения важен как ни для какого другого класса соединений. Итак, моносахариды можно классифицировать по:

I. По количеству атомов углерода в цепи

триоза - три атома углерода

тетроза - четыре атома углерода в цепи

пентоза - пять атомов углерода в цепи

гексоза - шесть атомов углерода в цепи

II. По типу карбонильной группы

альдоза - содержит альдегидную группу ($-C(O)H$)

кетоза - содержит кето-группу ($-C(O)-$)

III. По конфигурации последнего хирального атома углерода

углеводы D-ряда

углеводы L-ряда

Разнообразие моносахаридов связано главным образом со стереохимическими различиями. Например, в молекулах пентоз или гексоз содержится от 2-х до 4-х хиральных (асимметрических) атомов углерода, поэтому одной и той же структурной формуле соответствует несколько изомеров.

Определение

Хиральный (или асимметрический ) атом углерода - атом углерода в $sp^3$-гибридизации, который имеет четыре разных заместителя . Соединения с хиральным атомом углерода (хиральным центром) обладают оптической активностью, т.е. способностью вещества в растворе вращать плоскость поляризованного света.

Для обозначения пространственного строения моносахаридов исторически используется D,L-система.

Положение гидроксильной группы у последнего центра хиральности справа свидетельствует от принадлежности моносахарида к D-ряду, слева - к L-ряду, например.

Определение

Углеводы (сахара или сахариды) - органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.

Соотношение водорода и кислорода в молекулах первых известных представителей углеводов было 2:1. Поскольку общую молекулярную формулу углеводов можно записать как: $C_x(H_2O)_y$, то можно сказать, что углеводы являются соединениями углерода и воды.

Углеводы являются важным компонентом клеток, а следовательно и тканей всех живых организмов, составляя (по сухой массе) основную часть живой биомассы (растений - до 80% и до 3% - животных) на Земле. Источником углеводов для растительных организмов является процесс фотосинтеза:

Фотосинтез протекает в клетках растений и приводит к синтезу углеводов из воды и углекислого газа. Уравнение фотосинтеза можно записать следующим образом:

$6CO_2 +6H_2O \xrightarrow{h\nu} C_6H_{12}O_6$

Углеводы - весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах.

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ

1. Энергетическая функция . Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

2. 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.

3. Защитная роль у растений . У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.

4. Пластическая функция . Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).

5. Запасающая функция . Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин - у растений.

6. Осмотическая функция . Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100-110 мг/л глюкозы, от концентрации которой зависит осмотическое давление крови.

7. Рецепторная функция . Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ

Углеводы можно классифицировать по различным признакам. Самый важный -это количество структурных единиц.

1. По количеству структурных единиц - сахаридов углеводы делятся на простые сахара или моносахариды и полимеры этих простых сахаров или полисахариды. Среди полисахаридов следует выделить группу олигосахаридов , содержащих в молекуле от 2 до 10 моносахаридных остатков. К ним относятся, в частности, дисахариды.

Определение

Определение

Моносахариды - углеводы, которые не гидролизуются (не разлагаются водой).

В зависимости от числа атомов углерода в цепи, моносахариды подразделяются на:

триозы (содержат три углеродных атома),

тетрозы (четыре атома С),

пентозы (пять атомов),

гексозы (шесть атомов) и т.д.

В природе моносахариды представлены в основном пентозами и гексозами.

К пентозам относятся рибоза $C_5H_{10}O_5$ и дезоксирибоза $C_5H_{10}O_4$. Они входят в состав РНК и ДНК.

Запомни! Глюкоза , фруктоза , галактоза относятся к гексозам и имеют общую молекулярную формулу $C_6H_{12}O_6$

Определение

Дисахариды - углеводороды, которые при гидролизе образуют две молекулы моносахаридов. Общая молекулярная формула дисахаридов $C_{12}H_{22}O_{11}$

Общее уравнение гидролиза дисахаридов можно записать следующим образом:

$C_{12}H_{22}O_{11} +H_2O \longrightarrow 2C_6H_{12}O_6$

Определение

Полисахариды - углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза и др.

Запомни! Чтобы получить молекулярную формулу полисахарида, нужно от молекулы глюкозы "отнять" молекулу воды и записать выражение с индексом n: $(C_6H_{10}O_5)_n$

2. По скорости усвоения организмами :

Простые или быстрые углеводы синтезируются в зелёных растениях и легко растворяются в воде. Эти углеводы имеют высокий гликемический индекс , то есть очень быстро усваиваются организмом. Продукты, богатые сложными углеводами, расщепляются медленно, постепенно повышая содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами .

3. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные . Углеводы, состоящие из трех или более единиц, называются сложными.

Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры, с образованием сотни и тысячи молекул моносахаридов.