Биологическая роль углеводов в организме человека: Ошибка 403 — доступ запрещён
Функции углеводов – основные в организме человека и клетке в таблице
4.1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 290.
4.1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 290.
Углеводы или сахара – одни из важнейших органических веществ в природе. Функция углеводов в организме человека связана с процессом метаболизма – гликолизом, в результате которого высвобождается энергия.
Строение
Молекула углевода состоит из нескольких карбонильных (=С=O) и гидроксильных (-ОН) групп. В зависимости от строения различают три группы углеводов:
- моносахариды;
- олигосахариды;
- полисахариды.
Моносахариды – простейшие сахара, состоящие всего из одной молекулы. Моносахариды включают несколько групп, различающихся количеством атомов углерода в молекуле – структурной единице. Моносахариды, содержащие три атома углерода, называются триозами, пять – пентозами, шесть – гексозами и так далее. Наиболее значимыми для живых организмов являются пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот, и гексозы, из которых состоят полисахариды. Пример гексозы – глюкоза.
Рис. 1. Глюкоза.
Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:
- дисахариды – диозы;
- трисахариды – триозы;
- тетрасахариды – тетраозы;
- пентасахариды;
- гексасахариды и т.д.
Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).
В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:
- гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
- гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.
Рис. 2. Гомоолигосахариды и гетероолигосахариды.
Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:
- целлюлоза;
- гликоген;
- крахмал;
- хитин.
Рис. 3. Полисахарид.
В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.
Формула углеводов – Cn(H2O)m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.
Функции
Основная функция углеводов в клетке – превращение в энергию. АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии – включает моносахарид рибозу. АТФ формируется в результате гликолиза – окисления и распада глюкозы на пируват (пировиноградную кислоту). Гликолиз проходит в несколько этапов. Углеводы полностью окисляются до углекислого газа и воды, при этом высвобождается энергия.
В таблице перечислены основные функции углеводов.
Функция | Описание |
Структурная | Полисахариды являются материалом для опорных структур. Благодаря целлюлозе, входящей в клеточную стенку, растения приобретают жёсткость. Хитин входит в состав клеток грибов и придаёт жёсткость экзоскелету членистоногих |
Энергетическая | Углеводы – главный источник энергии. При расщеплении грамма углеводов выделяется 17,6 кДж энергии |
Защитная | Образуют шипы и колючки растений |
Запасающая | Запасаются в виде зёрен крахмала у растений и гранул гликогена у животных. При недостатке энергии крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы |
Осмотическая | Регулируют осмотическое давление |
Рецепторная | Входят в состав клеточных рецепторов |
Некоторые углеводы образуют с липидами и белками сложные структуры – гликолипиды и гликопротеины. Они входят в состав клеточных мембран. Антитела, плазма крови, рецепторные белки – гликопротеины.
Что мы узнали?
Сахара – сложные органические соединения, необходимые всем живым организмам. Они состоят из одной или нескольких молекул, содержащих несколько карбонильных и гидроксильных групп. Углеводы выполняют важные биологические функции. Углеводы являются источником энергии, входят в состав клеточных стенок растений и грибов, составляют экзоскелет членистоногих. Они накапливаются в виде крахмала и гликогена, участвуют в передаче сигналов, регулируют осмотическое давление.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Валерия Энгиноева
9/10
Татьяна Барабашева
7/10
Юлия Дмитриева
10/10
Ксения Офутеян
7/10
Оценка доклада
4.1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 290.
А какая ваша оценка?
28. Углеводы, их биологическая роль, классификация. Структура и свойства моносахаридов.
Углеводы (рибоза, дезоксирибоза)
используются для синтеза нуклеиновых
кислот, они являются составными
компонентами нуклеотидных ко-ферментов,
играющих исключительно важную роль в
метаболизме живых существ. В организме
человека и животного углеводы присутствуют
в меньшем количестве (не более 2% от сухой
массы тела), чем белки и липиды; в
растительных организмах за счет целлюлозы
на долю углеводов приходится до 80% от
сухой массы.
Функции углеводовв живых
организмах разнообразны. Это единственное
органическое вещество, из которого в
живых организмах образуется вся другая
органика. Они образуются изCO2иH2Oв процессе фотосинтеза в растениях. Это
основа жизни.
Углеводы
используются на синтез всех органических
веществ в живом организме.Энергетическая
функция: окисляясь в процессах
пищеварения, выделяет энергию.Защитная
функция: они участвуют в построении
наружного скелета насекомых, ракообразных,
входят в состав клеточных мембран всех
живых организмов.Опорная
функция: целлюлоза и другие полисахариды
растительных клеток образуют прочный
остов растений.Регуляторная:
клетчатка для млекопитающих – улучшает
пищеварение. Глюкоза кишечника участвует
в осмотических процессах.Специфическая
: углеводсодержащие вещества
(гликопротеиды) служат маркерами в
процессах узнавания молекул и клеток
другого уровня. Именно они определяют
антигенную специфичность, определяют
группу крови. Некоторые полисахариды
являются рецепторами для связывания
токсинов, бактерий, ядов, вирусов.Запасная
функция: крахмал – у растений, гликоген
– у млекопитающих.
Все углеводы делят на 3 класса:моносахариды (негидролизующие соединения),
олигосахариды (гидролизующие), полисахариды
(гомо- и гетеро-).
Моносахаридыможно рассматривать
как производные многоатомных спиртов,
содержащие карбонильную (альдегидную
или кетонную) группу. Если карбонильная
группа находится в конце цепи, то
моносахарид представляет собой альдегид
и называется альдозой; при любом другом
положении этой группы моносахарид
является кетоном и называется кетозой.
Простейшие представители моносахаридов
– триозы: глицеральдегид и диоксиацетон.
При окислении первичной спиртовой
группы трехатомного спирта – глицерола
– образуется глицеральдегид (альдоза),
а окисление вторичной спиртовой группы
приводит к образованию диоксиацетона
(кетоза).
Глицеральдегид
Диоксиацетон
Моносахаридыделят на альдозы
и кетозы.
По количеству атомов: триозы, гексозы,
пентозы.
Все альдозы легко окисляются до альдоновых
кислот(Cu(OH)2),
в более жестких условиях – до альдоровых
кислот. При восстановлении образуются
многоатомные спирты. Общее число
стереоизомеров для любого моносахарида
выражается формулой N = 2n, где N – число
стереоизомеров, а n – число асимметричных
атомов углерода.
D-глицеральдегидL-глицеральдегид
Все изомеры моносахаридов подразделяются
на D- и L-формы (D-и L-конфигурация) по
сходству расположения групп атомов у
последнего центра асимметрии с
расположением групп у D- и L-глицеральдегида.
природные моносахариды обладают
оптической активностью. Способность
вращать плоскость поляризованного луча
света –одна из важнейших особенностей
веществ (в том числе моносахаридов),молекулы
которых имеют асимметричный атом
углерода или асиммет-
ричны в целом. Свойство вращать плоскость
поляризованного луча вправо обозначают
знаком плюс (+), а в противоположную
сторону – знаком минус (–). Так,
D-глицеральдегид вращает плоскость
поляризованного луча вправо, т. е.
D-глицеральдегид является D(+)-альдотриозой,
а L-глицеральдегид – L(–)-альдотриозой.
Химические свойства:
При реакции метилового спирта с глюкозой
(допустим, в β-пиранозной форме) в
присутствии неорганических кислот
образуется продукт алкилирования
метил-β-D-глюкопиранозид : (над стрелкой
написать:CH3OH,H2O)
β-D-глюкопиранозаМетил-β-D-глюкопиранозид
При действии на β-D-глюкопиранозу уксусной
кислотой образуется продукт ацилирования
ацетил-β-D-глюкопиранозид: (над стрелкой
написать : CH3COOH,H2O)
β-D-глюкопираноза
Ацетил-β-D-глюкопиранозид
Реакции с участием карбонильной
группы. Окисление моносахаридов.
Обработка альдоз слабыми окислителями
приводит к превращению альдегидной
группы в положении атома С-1 в карбоксильную
группу с образованием так называемых
альдоновых кислот. Альдоновой кислотой
может быть D-глюконовая кислота, которая
образуется при окислении альдегидной
группы D-глюкозы.
D-глюконовая
Кислота
Восстановление моносахаридов. Моносахариды
легко гидрируются по связи С—О и при
этом превращаются в многоатомные спирты
(сахароспирты). D-глюкоза, например,
образует спирт сорбит, а D-манноза –
маннит. Восстановление D-фруктозы
приводит к эквимолекулярной смеси
эпимеров – D-маннита и D-copбита, так как
в результате гидрирования второй атом
углерода становится асимметричным.
Такого рода восстановление может
осуществляться и ферментативным путем.
Функции углеводов в организме – питание человека [УСТАРЕЛО]
Глава 4. Углеводы
В организме человека углеводы выполняют пять основных функций. Они производят энергию, хранят энергию, строят макромолекулы, экономят белок и помогают в метаболизме липидов.
Производство энергии
Основная роль углеводов заключается в снабжении энергией всех клеток организма. Многие клетки предпочитают глюкозу в качестве источника энергии по сравнению с другими соединениями, такими как жирные кислоты. Некоторые клетки, такие как эритроциты, способны производить клеточную энергию только из глюкозы. Мозг также очень чувствителен к низким уровням глюкозы в крови, потому что он использует только глюкозу для производства энергии и функций (если только не находится в условиях экстремального голодания). Около 70 процентов глюкозы, поступающей в организм в результате пищеварения, перераспределяется (печенью) обратно в кровь для использования другими тканями. Клетки, которым требуется энергия, удаляют глюкозу из крови с помощью транспортного белка в своих мембранах. Энергия глюкозы исходит от химических связей между атомами углерода. Энергия солнечного света требовалась для образования этих высокоэнергетических связей в процессе фотосинтеза. Клетки в нашем организме разрывают эти связи и захватывают энергию для осуществления клеточного дыхания. Клеточное дыхание — это в основном контролируемое сжигание глюкозы по сравнению с неконтролируемым сжиганием. Клетка использует множество химических реакций на нескольких ферментативных стадиях, чтобы замедлить высвобождение энергии (без взрыва) и более эффективно улавливать энергию, удерживаемую химическими связями в глюкозе.
Первая стадия распада глюкозы называется гликолизом. Гликолиз, или расщепление глюкозы, представляет собой сложную серию из десяти стадий ферментативной реакции. Второй этап распада глюкозы происходит в органеллах фабрики энергии, называемых митохондриями. Один атом углерода и два атома кислорода удаляются, что дает больше энергии. Энергия этих углеродных связей переносится в другую область митохондрий, делая клеточную энергию доступной в форме, которую клетки могут использовать.
Рисунок 4.10 Клеточное дыхание
Клеточное дыхание — это процесс, посредством которого энергия захватывается из глюкозы.
Аккумулятор энергии
Если в организме уже достаточно энергии для поддержания своих функций, избыток глюкозы откладывается в виде гликогена (большая часть которого хранится в мышцах и печени). Молекула гликогена может содержать более пятидесяти тысяч отдельных единиц глюкозы и сильно разветвлена, что позволяет глюкозе быстро распространяться, когда она необходима для производства клеточной энергии.
Количество гликогена в организме в любой момент времени эквивалентно примерно 4000 килокалориям: 3000 в мышечной ткани и 1000 в печени. Длительное использование мышц (например, упражнения в течение более нескольких часов) может истощить энергетический запас гликогена. Помните, что это называется «ударом в стену» или «стуком» и характеризуется усталостью и снижением физической работоспособности. Наступает ослабление мышц, потому что для преобразования химической энергии жирных кислот и белков в полезную энергию требуется больше времени, чем для преобразования глюкозы. После длительных упражнений гликоген уходит, и мышцы должны больше полагаться на липиды и белки в качестве источника энергии. Спортсмены могут немного увеличить свой запас гликогена, снизив интенсивность тренировок и увеличив потребление углеводов до 60-70 процентов от общего количества калорий за три-пять дней до соревнования. Людям, которые не занимаются тяжелыми тренировками и решили пробежать 5-километровый забег ради удовольствия, не нужно съедать большую тарелку макарон перед забегом, поскольку без длительных интенсивных тренировок не произойдет адаптации увеличенного мышечного гликогена.
Печень, как и мышцы, может запасать энергию глюкозы в виде гликогена, но, в отличие от мышечной ткани, она жертвует своей запасенной энергией глюкозы другим тканям организма, когда уровень глюкозы в крови низкий. Приблизительно четверть общего содержания гликогена в организме находится в печени (что эквивалентно примерно четырехчасовому запасу глюкозы), но это сильно зависит от уровня активности. Печень использует этот запас гликогена, чтобы поддерживать уровень глюкозы в крови в узком диапазоне между приемами пищи. Когда запасы гликогена в печени истощаются, глюкоза вырабатывается из аминокислот, полученных при разрушении белков, для поддержания метаболического гомеостаза.
Создание макромолекул
Хотя большая часть поглощаемой глюкозы используется для производства энергии, некоторое количество глюкозы превращается в рибозу и дезоксирибозу, которые являются важными строительными блоками важных макромолекул, таких как РНК, ДНК и АТФ. Глюкоза дополнительно используется для образования молекулы НАДФН, которая важна для защиты от окислительного стресса и используется во многих других химических реакциях в организме. Если вся энергия, запасы гликогена и строительные потребности организма удовлетворены, избыток глюкозы может быть использован для образования жира. Вот почему диета со слишком высоким содержанием углеводов и калорий может привести к увеличению веса — тема, которая будет обсуждаться в ближайшее время.
Рисунок 4.11 Химическая структура дезоксирибозы
Молекула сахара дезоксирибоза используется для построения основы ДНК. Изображение предоставлено rozeta / CC BY-SA 3.0
Рисунок 4.12 Двухцепочечная ДНК
Изображение от Forluvoft / Public Domain
В ситуации, когда глюкозы недостаточно для удовлетворения потребностей организма, глюкоза синтезируется из аминокислот. Поскольку запасной молекулы аминокислот нет, этот процесс требует разрушения белков, в первую очередь из мышечной ткани. Присутствие достаточного количества глюкозы в основном избавляет расщепление белков от использования для производства глюкозы, необходимой организму.
По мере повышения уровня глюкозы в крови использование липидов в качестве источника энергии подавляется. Таким образом, глюкоза дополнительно оказывает «жиросберегающий» эффект. Это связано с тем, что увеличение уровня глюкозы в крови стимулирует высвобождение гормона инсулина, который заставляет клетки использовать глюкозу (вместо липидов) для производства энергии. Адекватный уровень глюкозы в крови также предотвращает развитие кетоза. Кетоз – метаболическое состояние, возникающее в результате повышения уровня кетоновых тел в крови. Кетоновые тела являются альтернативным источником энергии, который клетки могут использовать при недостаточном поступлении глюкозы, например, во время голодания. Кетоновые тела имеют кислую среду, и их высокое содержание в крови может привести к тому, что она станет слишком кислой. Это редко встречается у здоровых взрослых, но может возникать у алкоголиков, людей, страдающих от недоедания, и у людей с диабетом 1 типа. Минимальное количество углеводов в рационе, необходимое для подавления кетоза у взрослых, составляет 50 граммов в день.
Углеводы имеют решающее значение для поддержания самой основной функции жизни — производства энергии. Без энергии не осуществляется ни один из других жизненных процессов. Хотя наши тела могут синтезировать глюкозу, это происходит за счет разрушения белка. Однако, как и в случае со всеми питательными веществами, углеводы следует потреблять в умеренных количествах, поскольку их слишком много или слишком мало в рационе может привести к проблемам со здоровьем.
Функции углеводов в организме
Последнее обновление: 14 января 2020 г.
Содержание
В этой части нашего обзора углеводов мы объясняем различные типы и основные функции углеводов, включая сахара. Для обзора того, как потребление углеводов связано со здоровьем, обратитесь к статье «Полезны или вредны углеводы для вас?».
1. Введение
Наряду с жиром и белком углеводы являются одним из трех макронутриентов в нашем рационе, и их основная функция заключается в обеспечении организма энергией. Они встречаются во многих различных формах, таких как сахара и пищевые волокна, а также во многих различных продуктах, таких как цельнозерновые продукты, фрукты и овощи. В этой статье мы исследуем разнообразие углеводов, которые встречаются в нашем рационе, и их функции.
2. Что такое углеводы?
По своей сути углеводы состоят из строительных блоков сахаров и могут быть классифицированы в зависимости от того, сколько единиц сахара объединено в их молекуле. Глюкоза, фруктоза и галактоза являются примерами моносахаридов, также известных как моносахариды. Двухзвенные сахара называются дисахаридами, среди которых наиболее широко известны сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар). Моносахариды и дисахариды обычно называют простыми углеводами. Молекулы с длинной цепью, такие как крахмалы и пищевые волокна, известны как сложные углеводы. На самом деле, однако, есть более явные различия. В таблице 1 представлен обзор основных типов углеводов в нашем рационе.
Таблица 1. Примеры углеводов на основе различных классификаций.
CLASS | EXAMPLES |
Monosaccharides | Glucose, fructose, galactose |
Disaccharides | Sucrose, lactose, maltose |
Олигосахариды | Фруктоолигосахариды, мальтоолигосахариды |
Polyols | Isomalt, maltitol, sorbitol, xylitol, erythritol |
Starch polysaccharides | Amylose, amylopectin, maltodextrins |
Non-starch polysaccharides | Целлюлоза, пектины, гемицеллюлозы, камеди, инулин |
Углеводы также известны под следующими названиями, которые обычно относятся к определенным группам углеводов 1 :
- Сахар
- Простые и сложные углеводы
- Устойчивый крахмал
- Диета. , но также в зависимости от их роли или источника в нашем рационе. Даже ведущие органы общественного здравоохранения не имеют согласованных общих определений для различных групп углеводов 2 .
3. Виды углеводов
3.1. Моносахариды, дисахариды и полиолы
Простые углеводы, содержащие одну или две единицы сахара, также известны как сахара. Примеры:
- Глюкоза и фруктоза: моносахариды, которые можно найти во фруктах, овощах, меде, а также в таких пищевых продуктах, как глюкозно-фруктозные сиропы. сахарная свекла, сахарный тростник и фрукты
- Лактоза, дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы, является основным углеводом молока и молочных продуктов
- Мальтоза представляет собой дисахарид глюкозы, содержащийся в солоде и сиропах, полученных из крахмала , повара и потребители и называются «добавленным сахаром». Они также могут встречаться в виде «свободных сахаров», которые естественным образом содержатся в меде и фруктовых соках.
Полиолы, или так называемые сахарные спирты, также являются сладкими и могут использоваться в пищевых продуктах аналогично сахарам, но имеют более низкую калорийность по сравнению с обычным столовым сахаром (см. ниже). Они встречаются в природе, но большинство полиолов, которые мы используем, получают путем трансформации сахаров. Сорбит является наиболее часто используемым полиолом в продуктах питания и напитках, а ксилит часто используется в жевательных резинках и мятных конфетах. Изомальт представляет собой полиол, получаемый из сахарозы, часто используемый в кондитерских изделиях. Полиолы могут оказывать слабительное действие при употреблении в больших количествах.
Если вы хотите узнать больше о сахаре в целом, прочитайте нашу статью «Сахар: ответы на распространенные вопросы», статью «Ответы на распространенные вопросы о подсластителях» или узнайте о возможностях и трудностях замены сахара в хлебобулочных изделиях и пищевых продуктах, подвергшихся технологической обработке. («Сахар с точки зрения пищевой технологии»).
3.2. Олигосахариды
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет олигосахариды как углеводы с 3-9 единицами сахара, хотя другие определения допускают несколько более длинные цепи. Наиболее известны олигофруктаны (или, говоря научным языком, фруктоолигосахариды), состоящие из до 9единицы фруктозы и естественным образом встречаются в овощах с низкой сладостью, таких как артишоки и лук. Рафиноза и стахиоза — еще два примера олигосахаридов, содержащихся в некоторых бобовых, злаках, овощах и меде. Большинство олигосахаридов не расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами человека, а вместо этого используются кишечной микробиотой (дополнительную информацию см. в нашем материале о пищевых волокнах).
3.3. Полисахариды
Десять или более, а иногда даже до нескольких тысяч единиц сахара необходимы для образования полисахаридов, которые обычно различают двух типов:
- Крахмал, который является основным запасом энергии в корнеплодах, таких как лук, морковь, картофель и цельные зерна. Он имеет цепочки глюкозы разной длины, более или менее разветвленные, и встречается в гранулах, размер и форма которых различаются в зависимости от растения, которое их содержит. Соответствующий полисахарид у животных называется гликогеном. Некоторые крахмалы могут быть переварены только микробиотой кишечника, а не механизмами нашего собственного организма: они известны как устойчивые крахмалы.
- Некрахмальные полисахариды, входящие в группу пищевых волокон (хотя некоторые олигосахариды, такие как инулин, также считаются пищевыми волокнами). Примерами являются целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины и камеди. Основными источниками этих полисахаридов являются овощи и фрукты, а также цельнозерновые продукты. Отличительной чертой некрахмальных полисахаридов и фактически всех пищевых волокон является то, что люди не могут их переваривать; следовательно, их среднее содержание энергии ниже по сравнению с большинством других углеводов. Однако некоторые типы клетчатки могут метаболизироваться кишечными бактериями, образуя соединения, полезные для нашего организма, такие как жирные кислоты с короткой цепью. Узнайте больше о пищевых волокнах и их важности для нашего здоровья в нашей статье о «цельных зернах» и «пищевых волокнах».
С этого момента мы будем ссылаться на «сахара», когда говорим о моно- и дисахаридах, и «клетчатку», когда говорим о некрахмальных полисахаридах.
4. Функции углеводов в нашем организме
Углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона. Самое главное, они обеспечивают энергией наиболее очевидные функции нашего тела, такие как движение или мышление, а также «фоновые» функции, которые большую часть времени мы даже не замечаем 1 . Во время пищеварения углеводы, состоящие из более чем одного сахара, расщепляются пищеварительными ферментами на моносахариды, а затем непосредственно всасываются, вызывая гликемический ответ (см. ниже). Организм использует глюкозу непосредственно в качестве источника энергии в мышцах, мозге и других клетках. Некоторые углеводы не могут быть расщеплены, и они либо ферментируются нашими кишечными бактериями, либо проходят через кишечник без изменений. Интересно, что углеводы также играют важную роль в структуре и функционировании наших клеток, тканей и органов.
4.1. Углеводы как источник энергии и их хранение
Углеводы, расщепленные в основном до глюкозы, являются предпочтительным источником энергии для нашего организма, поскольку клетки нашего мозга, мышц и всех других тканей непосредственно используют моносахариды для своих энергетических потребностей. В зависимости от вида грамм углеводов дает различное количество энергии:
- Крахмалы и сахара являются основными углеводами, обеспечивающими энергию, и содержат 4 килокалории (17 кДж) на грамм
- Полиолы дают 2,4 килокалории (10 кДж) (эритрит вообще не переваривается и, таким образом, дает 0 калорий) доставляются в нужные клетки. Некоторые гормоны, в том числе инсулин и глюкагон, также являются частью пищеварительной системы. Они поддерживают уровень сахара в крови, удаляя или добавляя глюкозу в кровоток по мере необходимости.
Если не используется напрямую, организм превращает глюкозу в гликоген, полисахарид, подобный крахмалу, который хранится в печени и мышцах в качестве легкодоступного источника энергии. Когда это необходимо, например, между приемами пищи, ночью, во время всплесков физической активности или во время коротких периодов голодания, наш организм снова превращает гликоген в глюкозу, чтобы поддерживать постоянный уровень сахара в крови.
Мозг и эритроциты особенно зависят от глюкозы как источника энергии и могут использовать другие формы энергии из жиров в экстремальных условиях, например, в очень длительных периодах голодания. Именно по этой причине уровень глюкозы в крови должен постоянно поддерживаться на оптимальном уровне. Приблизительно 130 г глюкозы необходимо в день, чтобы покрыть энергетические потребности только мозга взрослого человека.
4.2. Гликемический ответ и гликемический индекс
Когда мы едим пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови повышается, а затем снижается. Этот процесс известен как гликемический ответ. Он отражает скорость переваривания и всасывания глюкозы, а также влияние инсулина на нормализацию уровня глюкозы в крови. На скорость и продолжительность гликемического ответа влияет ряд факторов:
- Сама пища:
- Тип сахара (сахаров), образующих углеводы; например фруктоза имеет более низкий гликемический ответ, чем глюкоза, а сахароза имеет более низкий гликемический ответ, чем мальтоза
- Структура молекулы; например крахмал с большим количеством разветвлений легче расщепляется ферментами и, следовательно, легче усваивается, чем другие
- Используемые методы приготовления и обработки
- Количество других питательных веществ в пище, таких как жир, белок и клетчатка
- (Метаболические) обстоятельства у каждого человека:
- Степень жевания (механическое разрушение)
- Скорость опорожнения желудка
- Время прохождения через тонкий кишечник (на которое частично влияет пища)
- Сам обмен веществ
- Время приема пищи в течение дня
Влияние различных пищевых продуктов (а также методов обработки пищевых продуктов) на гликемический ответ классифицируется относительно стандарта, обычно белого хлеба или глюкозы , в течение двух часов после еды. Это измерение называется гликемическим индексом (ГИ). ГИ 70 означает, что пища или напиток вызывают 70% реакции глюкозы в крови, которая наблюдалась бы при таком же количестве углеводов из чистой глюкозы или белого хлеба; тем не менее, в большинстве случаев углеводы употребляются в виде смеси, а также вместе с белками и жирами, которые влияют на гликемический индекс.
Продукты с высоким ГИ вызывают большую реакцию глюкозы в крови, чем продукты с низким ГИ. В то же время продукты с низким ГИ перевариваются и усваиваются медленнее, чем продукты с высоким ГИ. В научном сообществе ведется много дискуссий, но в настоящее время недостаточно доказательств того, что диета, основанная на продуктах с низким ГИ, связана со сниженным риском развития метаболических заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа.
ГЛИКЕМИЧЕСКИЙ ИНДЕКС НЕКОТОРЫХ ОБЫЧНЫХ ПРОДУКТОВ (с использованием глюкозы в качестве стандарта)
Foods with a very low GI (≤ 40)
Raw apple
Lentils
Soybeans
Kidney beans
Cow’s milk
Carrots (boiled)
BarleyFoods with a low GI (41-55)
Лапша и макароны
Яблочный сок
Сырые апельсины/апельсиновый сок
Финики
Сырой банан
Йогурт (фрукты)
Цельнозерновой хлеб
Клубничный джем
Сладкая кукуруза
0005Foods с промежуточным GI (56-70)
коричневый рис
. 4.3. Функция кишечника и пищевые волокнаХотя наш тонкий кишечник не способен переваривать пищевые волокна, клетчатка помогает обеспечить хорошую работу кишечника за счет увеличения физического объема кишечника и, таким образом, стимуляции кишечного транзита. Как только неперевариваемые углеводы попадают в толстую кишку, некоторые типы клетчатки, такие как камеди, пектины и олигосахариды, расщепляются кишечной микрофлорой. Это увеличивает общую массу кишечника и благотворно влияет на состав микрофлоры кишечника. Это также приводит к образованию бактериальных отходов, таких как жирные кислоты с короткой цепью, которые высвобождаются в толстой кишке и благотворно влияют на наше здоровье (дополнительную информацию см. в наших статьях о пищевых волокнах).
5. Резюме
Углеводы являются одним из трех макронутриентов в нашем рационе и поэтому необходимы для правильного функционирования организма. Они бывают разных форм, от сахара до крахмала и пищевых волокон, и присутствуют во многих продуктах, которые мы едим.
- Сама пища: