Для полноценной работы и поддержания жизнедеятельности человеческому организму необходимы белки, жиры и углеводы. Причем их состав должен быть сбалансированным. Углеводы являются важным источником энергии, они необходимы для стабильной работы всех систем организма. Однако функции углеводов не ограничиваются только обеспечением энергии.
Углеводами принято считать органические вещества, которые состоят из углерода, водорода и кислорода. Иначе их еще называют сахаридами. Они получили широкое распространение в природе: так, растительные клетки на 70-80% состоят из углеводов в пересчете на сухое вещество, животные – всего на 2%. Функции углеводов в организме предполагают, что они играют важную роль в энергетическом балансе. В большей степени они откладываются в печени в виде гликогена и при необходимости расходуются.
В зависимости от величины молекулы углеводы делят на 3 группы:
Чтобы лучше понять значение этих веществ для организма, необходимо выяснить, какие функции углеводов есть.
Углеводы – это один из важных источников энергии для организма. Энергия выделяется при окислении под влиянием ферментов. Так, при расщеплении 1 грамма углеводов образуется 17,6 кДж энергии. В результате окисления и освобождения энергии образуется также вода и углекислый газ. Такой процесс играет большую роль в энергетической цепочке живых организмов, поскольку углеводы могут расщепляться с выделением энергии как в присутствии кислорода, так и без него. А это очень важно при дефиците кислорода. Источниками служат гликоген и крахмал.
Структурная или строительная функция углеводов в клетке состоит в том, что они являются строительным материалом. Клеточные стенки растений состоят из целлюлозы на 20-40%, а она, как известно, придает высокую прочность. Вот почему клетки растений хорошо поддерживают свою форму и защищают таким образом внутриклеточные соки.
Хитин также является строительным материалом и является главным компонентом оболочек грибов и внешнего скелета членистоногих. Некоторые олигосахара присутствуют в составе цитоплазмы клеток животных и образуют гликокаликс. Углеводсодержащие компоненты играют роль рецептора и принимают сигналы из окружающей среды, затем передают информацию клеткам.
Слизь (вязкий секрет), которая образуется разными железами, содержит большое количество углеводов и его производных. В комплексе они защищают дыхательные пути, половые органы, органы пищеварения и другие от воздействий окружающей среды (химических, механических факторов, проникновения патогенных микроорганизмов). Гепарин предотвращает свертывание крови и входит в состав противосвертывающей системы. Таким образом, защитные функции углеводов просто необходимы живому организму.
Полисахариды являются запасным питательным веществом любого организма, они играют роль главного поставщика энергии. Поэтому запасающая и энергетическая функции углеводов в организме тесно взаимодействуют.
Продукты, которыми питается человек, содержат много клетчатки. Благодаря грубой структуре она раздражает слизистую ткань желудка и кишечника, при этом обеспечивая перистальтику (продвижение пищевого комка). В крови содержится глюкоза. Она регулирует осмотическое давление в крови и поддерживает стабильность гомеостаза.
Все перечисленные функции углеводов играют важную роль в жизнедеятельности организма, без которых просто невозможна жизнь.
Самыми известными считаются глюкоза и фруктоза. Рекордное количество содержится в натуральном меде. По сути, мед – это совместный продукт растительного и животного мира.
В продуктах животного происхождения меньше углеводов. Самым ярким представителем является лактоза, больше известная как молочный сахар. Она содержится в молоке и молочных продуктах. Лактоза необходима при заселении кишечника полезными бактериями, а они, в свою очередь, предотвращают опасные для здоровья процессы брожения в кишечнике.
Человек основную массу углеводов получает с пищей растительного происхождения. Например, много глюкозы в вишне, винограде, малине, персиках, тыкве, сливе и яблоках. Источником фруктозы служат все вышеперечисленные ягоды и фрукты, а также смородина. Сахарозу мы получаем из свеклы, земляники, моркови, слив, дыни и арбуза. Плоды и овощи также богаты полисахаридами, особенно много их в оболочке. Источником мальтозы являются кондитерские лакомства и хлебобулочные изделия, а также крупы, мука и пиво. А рафинад, к которому мы все так привыкли, представляет собой сахарозу почти в 100% виде. Это результат жесткой очистки. Углеводы выполняют функции, обеспечивающие нормальную работу всех органов, поэтому важно употреблять достаточное количество овощей и фруктов, чтобы не нарушить естественный баланс.
Такие свойства полисахаридов, как медленное расщепление крахмала, плохая усвояемость грубых волокон и наличие пектина привлекают внимание диетологов. Большинство из них рекомендует включать в рацион до 80% полисахаридов. Если уж хочется булочек и выпечки – то только из муки грубого помола, ягоды следует употреблять в свежем виде. Ну а кондитерские изделия лучше позволять себе только по праздникам, поскольку в них содержится большое количество «быстрых» углеводов, которые могут привести к резкому увеличению массы тела. Иными словами, пирожные и торты – это верный путь к лишним килограммам. Все, что не потратилось, организм откладывает в печени в виде гликогена. Избыток углеводов в организме может вызвать серьезное заболевание – сахарный диабет. Поэтому диетологи советуют употреблять все в меру: и сладкое, и мучное. Только так удастся сохранить баланс, функция углеводов в клетке и в организме в целом не нарушится. Если не забывать об этом, питание всегда будет правильным и сбалансированным.
Таким образом, функции углеводов играют важную роль в жизни организма, главное - научиться понимать «язык» своего тела и стремиться к здоровому образу жизни.
1. Для человека они являются основным источником энергии. За счет углеводов обеспечивается 56-58% потребности организма в энергии.
2. Углеводы и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, т.е. являются пластическим материалом.
3. Регуляторная функция углеводов разнообразна. Они противодействуют накоплению кетоновых тел (промежуточные продукты обмена веществ) при окислении жиров. Так, при нарушении обмена углеводов, например, при сахарном диабете, развивается ацидоз.
4. Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему.
5. Некоторые углеводы и их производные обладают биологической активностью, выполняя в организме специализированные функции:
- гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах;
- шалуроновая кислота, препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку.
При потреблении избыточного количества углеводов, особенно высокорафинированных, часть из них, кроме окисления до конечных продуктов с выделением энергии, вызывающей перегревание организма, может преобразоваться в жир, особенно при малоподвижном образе жизни. К высокорафинированным углеводам относятся сахар, все виды кондитерских изделий, особенно выпеченные из высших сортов пшеничной муки.
Пища, богатая углеводами, способствует нарушению жирового обмена, увеличивает синтез холестерина и его уровень в крови, влияет на интенсивность синтеза витаминов кишечными микробами, снижая его.
У пожилых людей усвоение глюкозы из крови и образование гликогена в тканях идет медленнее, поэтому им особенно надо ограничивать потребление кондитерских сахаристых продуктов, изделий из высших сортов муки и манной крупы. Имеются данные, что не только ожирение, но и прогрессирование атеросклероза обусловливается избытком легко усваиваемых углеводов. Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат человека. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем большее количество углеводов необходимо организму. В зависимости от профессии и пола нормы суточной потребности в углеводах различны.
Рекомендуемое потребление углеводов для трудоспособного населения различных групп интенсивности труда
|
Возраст, пол |
Потребность в углеводах по группам интенсивности труда, г |
||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
|
|
Мужчины 18-29 30-39 40-59 |
378 365 344 |
412 399 378 |
440 426 406 |
508 504 483 |
602 574 546 |
|
Женщины 18-29 30-39 40-59 |
324 310 297 |
351 337 323 |
371 358 344 |
440 427 406 |
- - - |
Средняя потребность взрослого человека в углеводах
|
Пищевые вещества |
Дневная потребность |
|
Углеводы, г в том числе крахмал сахар Балластные вещества (клетчатка и пектин) |
500 400-450 50-100 25 |
Наибольшее значение в питании имеют гексозы: глюкоза, галактоза, фруктоза, Гексозы
Глюкоза
виноградный сахар, содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Она быстро и легко используется в организме для образования гликогена, питания тканей мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, для поддержания необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Особенно необходима она нервным клеткам. Так, головной мозг, чей вес составляет всего лишь 2% веса тела, потребляет 20% поступающей в кровь глюкозы. Глюкоза в кровь поступает неравномерно, но содержание ее удерживается все время на постоянном уровне. Сохранение равновесия обеспечивает слаженное действие двух гормонов-антагонистов - инсулина и адреналина. При этом инсулин стимулирует потребление глюкозы и превращение ее в гликоген и ее уровень снижается. Адреналин одновременно с другим гормоном - глюкагоном, активирует процесс освобождения глюкозы из гликогена и ее уровень возрастает. При голодании, физических нагрузках уровень сахара падает ниже нормы и вызывает состояние гипогликемии, которое сопровождается тошнотой, слабостью, звоном в ушах, обмороком. Она может наступать и в результате сильных эмоций.
Фруктоза
в 3 раза слаще глюкозы и в 2 раза сахарозы. Поэтому добавление ее в блюда или напитки позволяет снизить калорийность рациона. Фруктоза в наименьшей степени используется для образования жира и благоприятно влияет на синтетическую деятельность полезной кишечной микрофлоры. Установлено, что фруктоза в меньшей степени вызывает кариес зубов, хорошо задерживается печенью и поэтому меньше поступает в кровь.
Галактоза
в свободном виде в пищевых продуктах не встречается, является продуктом расщепления углевода молока - лактозы (молочного сахара).
которые являются конечными продуктами переваривания всех других углеводов.
Простые углеводы обладают выраженным сладким вкусом. Не менее важны для организма и дисахара.
Дисахара
Сахароза
это тростниковый или свекловичный сахар. В сахарном песке ее содержится 99,75%, в сахаре-рафинаде - 99,99%. Сахароза при гидролизе расщепляется на две молекулы моносахаридов - глюкозу и фруктозу. Она незаменима при больших физических нагрузках, например спортивных состязаниях. Однако при ее избытке повышается общая калорийность питания и уровень холестерина в крови, сахароза легко превращается в жир и приводит к ожирению. Разумно заменять сахар в питании сладкими фруктами и медом.
Мальтоза
солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы, накапливается в зернах ячменя, овса, кукурузы при их прорастании. Образуется также в процессе пищеварения как одна из промежуточных форм расщепления крахмала.
Лактоза
молочный сахар, содержится только в молоке и молочных продуктах. Ее гидролиз в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры. Она способствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микроорганизмов. Лактоза в наименьшей степени используется в организме для жирообразования.
biofile.ru
Углеводы, как и другие макронутриенты (жиры и белки), не ограничиваются выполнением какой-то одной функции в организме человека. Помимо того, что обеспечение энергией основная функциональная роль углеводов, они так же необходимы для нормальной деятельности сердца, печени, мышц и центральной нервной системы. Являются важной составляющей в регуляции обмена белков и жиров.
Далее приведены основные группы и виды углеводов.
▴ содержаниеГлавными источниками углеводов из пищи являются: фрукты, ягоды и другие плоды, из приготовленных – хлеб, макароны, крупы, сладости. Картофель содержит углеводы в виде крахмала и пищевых волокон. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.
Источники: ☰
Все материалы носят ознакомительный характер. [Отказ от ответственности krok8.com]
krok8.com
Функции углеводов многочисленны. Сами эти вещества синтезируются в наших организмах в незначительном количестве, а это означает, что мы ежедневно должны употреблять достаточное количество углеводистой пищи. Легкоусвояемые углеводы, а также иные прочие можно получить из продуктов именно растительного происхождения. Причина в том, что первичный синтез происходит именно в растениях, имеющих зеленый окрас. Он возможен благодаря фотосинтезу. Например, в злаках этих веществ может быть до 80 процентов.
Функции углеводов
Их несколько. Есть смысл рассмотреть каждую из них подробно.
Первая – энергетическая. Дело в том, что углеводы распадаются с выделением энергии. Она может рассеяться в виде тепла или отложиться в молекулах АТФ. До шести процентов нашей энергии приходит именно от углеводов. Они обеспечивают мышечную выносливость более чем на 70 процентов. Также они являются необходимым для мозга энергетическим субстратом.
Также существует пластическая функция углеводов. Речь о том, что они используются для построения нуклеиновых кислот, а также различных нуклеотидов. Они включены в состав ферментов, являются структурными элементами отдельных мембран.
Они входят в запас наших питательных веществ. Накапливаться они способны в скелетных мышцах, органах, тканях. Накопление происходит в виде гликогена. Если человек постоянно находится в движении, то запас этого вещества становится больше. Это хорошо, так как организм становится более выносливым. Каждый, наверняка, уже понял, как повысить собственную работоспособность.
Функции углеводов включают в себя и специфическую функцию. Она обусловлена тем, что данные вещества принимают непосредственное участие в процессе свертывания крови, не дают появляться опухолям, являются антикоагулянтами.
Рассмотрим остальные функции углеводов.
Защитная функция также у них имеется. Дело в том, что рассматриваемые вещества – компоненты иммунной системы. Если их долгое время не хватает, то мы начинаем постоянно и беспричинно болеть. Вряд ли кого-то сегодня удивляет то, что наше здоровье зависит именно от того, какие продукты мы употребляем, а также от того, какие вещества эти продукты содержат.
Есть и регуляторная функция. Клетчатка, которая содержится в пище, не способна перевариваться в наших желудках, однако, она способна его улучшать.
Углеводы, которые находятся в продуктах растительного происхождения (к ним можно отнести овощи, хлеб и прочее), представлены в виде различных полисахаридов (моно-, ди-).
Моносахариды – это практически всегда сахароза и глюкоза. Содержатся они в меде, фруктах и так далее. Их называют сахарами. Глюкоза попадает в кровь практически моментально. Она приводит к гипергликемии крови, которая в свою очередь становится причиной активации функций поджелудочной железы по выработке инсулина – вещества, способного обеспечить попадание глюкозы в ткани. Инсулин подействовал – уровень глюкозы в крови резко снизился. Результатом этого будет слабость.
fb.ru
Углеводы являются главным источником энергии для человеческого организма, необходимой для жизнедеятельности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. В результате биологического окисления углеводов (а также жиров и, в меньшей степени, белков) в организме освобождается энергия, которая аккумулируется в виде богатого энергией соединения - аденозинтрифосфорной кислоты. При окислении 1 г углеводов в организме образуется 16,7 кДж (4 ккал) энергии.
Роль углеводов в организме человека не ограничивается их значением как источника энергии. Эта группа веществ и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, являясь пластическими материалами.
Регуляторная функция углеводов разнообразна. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров. Так, при нарушении обмена углеводов, например, при сахарном диабете, развивается ацидоз.
Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему.
Некоторые углеводы и их производные обладают биологической активностью, выполняя в организме специализированные функции. Например, гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах, гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку и др.
Следует отметить важную роль углеводов в защитных реакциях организма, особенно протекающих в печени. Так, глюкуроновая кислота соединяется с некоторыми токсическими веществами, образуя нетоксические сложные эфиры, которые, благодаря растворимости в воде, удаляются из организма с мочой.
Углеводные запасы человека очень ограничены, содержание их не превышает 1% массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать с пищей ежедневно. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500 г, при этом примерно 80% приходится на крахмал.
Усваиваемые и неусваиваемые углеводы. С точки зрения пищевой ценности, углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы - моно - и олигосахариды, крахмал, гликоген. Неусваиваемые - целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектин, гумми, слизи.
При поступлении в пищеварительный тракт усваиваемые углеводы (за исключением моносахаридов) расщепляются, всасываются, а затем или непосредственно утилизируются (в виде глюкозы), или превращаются в жир, или откладываются на временное хранение (в виде гликогена). Накопление жира особенно выражено при избытке в диете простых сахаров и отсутствии расхода энергии.
Обмен углеводов в организме человека складывается в основном из следующих процессов:
1. Расщепление в желудочно-кишечном тракте поступающих с пищей полисахаридов и дисахаридов - до моносахаридов. Всасывание моносахаридов из кишечника в кровь.
2. Синтез и распад гликогена в тканях, прежде всего, в печени.
3. Анаэробное расщепление глюкозы - гликолиз, приводящий к образованию пирувата.
4.Аэробный метаболизм пирувата (дыхание).
5. Вторичные пути катаболизма глюкозы (пентозофосфатный путь и др.).
6.Взаимопревращение гексоз.
7. Глюконеогенез, или образование углеводов из неуглеводных продуктов. Такими продуктами являются, в первую очередь, пировиноградная и молочная кислоты, глицерин, аминокислоты и ряд других соединений.
Глюкоза - основная форма, в виде которой углеводы циркулируют в крови, обеспечивая энергетические нужды организма. Нормальное содержание глюкозы в крови 80-100 мг/100 мл. Избыток сахара превращается в гликоген, который расходуется как источник глюкозы, если с пищей поступает мало углеводов. Процессы утилизации глюкозы замедляются, если поджелудочной железой вырабатывается недостаточно гормона - инсулина. Уровень глюкозы в крови повышается до 200-400 мг/100 мл, почки перестают задерживать такие высокие концентрации сахара, и сахар появляется в моче. Наступает тяжелое заболевание - сахарный диабет. Быстрый подъем уровня глюкозы в крови вызывают моносахариды и дисахариды, особенно сахароза. На ворсинках тонкого кишечника из сахарозы и других дисахаридов высвобождаются остатки глюкозы, которые быстро поступают в кровь.
При потреблении фруктозы уровень глюкозы в крови увеличивается менее резко. Фруктоза в большей степени задерживается печенью, а поступив в кровь, быстрее вступает в обменные процессы. Утилизация фруктозы не требует инсулина, поэтому она может потребляться и больными сахарным диабетом. Фруктоза в меньшей степени, чем глюкоза и сахароза, вызывает кариес зубов. Большая целесообразность потребления фруктозы по сравнению с другими сахарами связана и с тем, что фруктоза обладает большей сладостью.
Моносахарид галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Она является продуктом расщепления молочного сахара.
Дисахарид лактоза содержится только в молоке и молочных продуктах (сыры, кефир и т. д.), составляя примерно 1/3 сухих веществ. Гидролиз лактозы в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется деятельность кишечной микрофлоры. Кроме того, поступление лактозы в пищеварительный тракт способствует развитию молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами патогенной и условно-патогенной микрофлоры, гнилостных микроорганизмов.
Неусваиваемые углеводы человеческим организмом не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют (вместе с лигнином) так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна выполняют следующие функции в организме человека:
- стимулируют моторную функцию кишечника;
- препятствуют всасыванию холестерина;
- играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов;
- оказывают влияние на липидный обмен, нарушение которого приводит к ожирению;
- адсорбируют желчные кислоты;
- способствуют снижению токсичных веществ жизнедеятельности микроорганизмов и выведению из организма токсичных элементов.
При недостаточном содержании в пище неусваиваемых углеводов наблюдается увеличение сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных образований прямой кишки. Суточная норма пищевых волокон составляет 20-25 г.
valeologija.ru
В составе клеток всех живых организмов широкое распространение имеют углеводы.
Углеводами - называют органические соединения, состоящие из углерода (C), водорода (H) и кислорода(O2). В большинстве углеводов водород и кислород находятся, как правило, в тех же соотношениях, что и в воде (отсюда их название - углеводы). Общая формула таких углеводов Cn(h3O)m. Примером может служить один из самых распространенных углеводов - глюкоза, элементный состав которой С6Н12О6
С точки зрения химии углеводы являются органическими веществами, содержащими неразветвленную цепь из нескольких атомов углерода, карбонильную группу (C=O), а также несколько гидроксильных групп(OH).
В организме человека углеводы производятся в незначительном количестве, поэтому основное их количество поступает в организм с продуктами питания.
Виды углеводов.
Углеводы бывают:1) Моносахариды. ( самые простые формы углеводов )
- глюкоза С6Н12О6 ( основное топливо в нашем организме )- фруктоза С6Н12О6 ( самый сладкий углевод )- рибоза С5Н10О5 ( входит в состав нуклеиновых кислот )- эритроза С4H8O4 ( промежуточная форма при расщеплении углеводов )
2) Олигосахариды ( содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов )
- сахароза С12Н22О11 ( глюкоза + фруктоза, или в просто – тростниковый сахар)- лактоза C12h32O11 (молочный сахар )- мальтоза C12h34O12 ( солодовый сахар, состоит из двух связанных остатков глюкозы )
3) Сложные углеводы ( состоящие из множества остатков глюкозы )
- крахмал (С6h20O5)n ( наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона, человек потребляет из углеводов около 80% крахмала. )- гликоген ( энергетические резервы организма, излишки глюкозы, при поступлении в кровь, откладываются про запас организмом в виде гликогена ) 4) Волокнистые, или неусваеваемые, углеводы, определяющиеся как пищевая клетчатка.
- Целлюлоза ( самое распостраненное органическое вещество на земле и вид клетчатки )
По простой классификации углеводы можно разделить на простые и сложные. В простые входят моносахариды и олигосахариды, в сложные полисахариды и клетчатка. В подробностях все виды углеводов рассмотрим позже, а так же их применение в пищевом рационе.
Основные функции.
Энергетическая.Углеводы являются основным энергетическим материалом. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50 – 60 % суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость — до 70 %. При окислении 1 г углеводов выделяется 17 кДж энергии (4,1 ккал). В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасенные углеводы в виде гликогена. Является основным энергетическим субстратом мозга.
Пластическая.Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются структурными компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и др.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.
Запас питательных веществ.Углеводы накапливаются (запасаются) в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.
Специфическая.Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, исполняют роль антикоагулянтов (вызывающие свертывание), являясь рецепторами цепочки гормонов или фармакологических веществ, оказывая противоопухолевое действие.
Защитная.Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.Регуляторная.Клетчатка пищи не поддается процессу расщепления в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.
steelbros.ru
Основные функции углеводов в организме:
1. Энергетическая функция. Углеводы являются одним из основных источников энергии для организма, обеспечивая не менее 60 % энергозатрат. Для деятельности мозга, почек, крови практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы. При полном распаде 1 г углеводов выделяется 17,15 кДж/моль или 4,1 ккал/моль энергии.
2. Пластическая или структурная функция. Углеводы и их производные обнаруживаются во всех клетках организма. В растениях клетчатка служит основным опорным материалом, в организме человека кости и хрящи содержан сложные углеводы. Гетерополисахариды, например, гиалуроновая кислота, входят в состав клеточных мембран и органоидов клетки. Участвуют в образовании ферментов, нуклеопротеидов (рибоза, дезоксирибоза) и др.
3. Защитная функция. Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами или их производными (мукополисахаридами и др.) они защищают внутренние стенки половых органов ЖКТ, воздухоносных путей и др. от механических и химических воздействий, проникновения патогенных микробов. В ответ на антигены в организме синтезируются иммунные тела, которые являются гликопротеидами. Гепарин предохраняет кровь от свертывания (входит в противосвертывающую систему) и выполняет антилипидемическую функцию.
4. Регуляторная функция.Пища человека содержит большое количество клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, участвуя, таким образом, в регуляции акта перистальтики. Глюкоза в крови участвует в регуляции осмотического давления и поддержании гомеостаза.
5. Специфические функции. Некоторые углеводы выполняют в организме особые функции: участвуют в проведении нервных импульсов, обеспечении специфичности групп крови и т.д.
Классификация углеводов.
Углеводы классифицируют по величине молекул на 3 группы:
1. Моносахариды – содержат 1 молекулу углевода (альдозы или кетозы).
· Триозы (глицериновый альдегид, диоксиацетон).
· Тетрозы (эритроза).
· Пентозы (рибоза и дезоксирибоза).
· Гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).
2. Олигосахариды - содержат 2-10 моносахаридов.
· Дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза).
· Трисахариды и т.д.
3. Полисахариды- содержат более 10 моносахаридов.
· Гомополисахариды – содержат одинаковые моносахариды (крахмал, клетчатка, целлюлоза состоят только из глюкозы).
· Гетерополисахариды- содержат моносахариды разного вида, их пароизводные и неуглеводные компоненты (гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты).
Схема № 1. Классификация углеводов.
Углеводы
Моносахариды Олигосахариды Полисахариды
1. Триозы 1. Дисахариды 1. Гомополисахариды
2. Тетрозы 2. Трисахариды 2. Гетерополисахариды
3. Пентозы 3. Тетрасахариды
4. Гексозы
Свойства углеводов.
1. Углеводы – твердые кристаллические белые вещества, практические все сладкие на вкус.
2. Почти все углеводы хорошо растворимы в воде, при этом образуются истинные растворы. Растворимость углеводов зависит от массы (чем больше масса, тем менее растворимо вещество, например, сахароза и крахмал) и строения (чем разветвленнее структура углевода, тем хуже растворимость в воде, например крахмал и клетчатка).
3. Моносахариды могут находится в двух стереоизомерных формах: L–форма (leavus – левый) и D- форма (dexter – правый). Эти формы обладают одинаковыми химическими свойствами, но отличаются, расположением гидроксидных групп относительно оси молекулы и оптической активностью, т.е. вращают на определенный угол плоскость поляризованного света, который проходит через их раствор. Причем плоскость поляризованного света вращается на одну величину, но в противоположных направлении. Рассмотрим образование стереоизомеров на примере глицеринового альдегида:
СНО СНО
НО-С-Н Н-С-ОН
СН2ОН СН2ОН
L – форма D – форма
При получении моносахаридов в лабораторных условиях, стереоизомеры образуются в соотношении 1:1, в организме синтез происходит под действием ферментов, которые строго отличают L – форму и D – форму. Поскольку синтезу и распаду в организме подвергаются исключительно D-сахара, в эволюции постепенно исчезли L-стереоизомеры (на этом основано определение сахаров в биологических жидкостях с помощью поляриметра).
4. Моносахариды в водных растворах могут взаимопревращаться, такое свойство называют муторатацией.
НО-СН2 О=С-Н
С О НО-С-Н
Н Н НН-С-ОН
С С НО-С-Н
НО ОН Н ОН НО-С-Н
С С СН2-ОН
Н ОН
⇐ Предыдущая12 infopedia.su
