Разное

Практическое значение углеводов: Практическое значение углеводов — Школьные Знания.com

Содержание

Практическое значение углеводов

у белки есть коготки и уддлинненые пальцы,позволяющие лазать по-деревьям,развитый длинный хвост,позволяющий точно координировать прыжки(служит рулем при прыжках с дерева на дерево) и мощные задние лапы,так же необходимые для прыжков.

у бобра шерсть жесткая,защищает подшерсток от намокания и предотвращает таким образом потерю тепла.еще у него ноздри и слуховые отверстия могут замыкаться при нырянии,глаза имеют мигательную перепонку,защищающую их при нырянии.губы раздвоены и могут замыкаться позади резцов.поэтому могут разгрызать растения под водой.

Ьмогут опасность тоже есть извержение лавы.

Поэтому животные ОХОТЯТСЯ, а человек трудится.

1. Водным растениям нужно большое количество воды, и без нее они быстро засыхают. Вода играет очень важную роль, и любое растение без нее погибнет.
2.Подводные листья кувшинки с параллельным жилкованием, пленчатые и как правило свернуты в виде колпака над корневищем, закрывая цветочную почку и надводные листья на ранних этапах развития, у них нет устьиц. У плаваю­щих листьев на  длинных черешках  пластинка листа круглой формы и загибается по краям вверх, устьица находятся только на верхней стороне. Эти листья более жесткие, чем подводные.
3. Мох сфагнум, рис, ива, водяная лилия, осока—все эти растения приспособлены к недостатку кислорода. Некоторые растут в воде, некоторые рядом с водой.

Смотря что прививать, семячковые или косточковые.  
Для тех и других чистый острый нож, хорошо сохранившыйся привой, но есть особенность! 
Косточковые лучше прививать ДО НАЧАЛА сокодвижения в то время как семячковые после.

Практическое применение углеводов — Справочник химика 21





    Практическое применение углеводов [c.237]

    Эфиры серной кислоты. Сульфаты углеводов не получили пока какого-либо существенного практического применения, однако, они встречаются в природе и, несомненно, имеют биологическое значение. Важнейший природный антикоагулянт крови — полисахарид гепарин — содержит а каждое звено моносахарида по две -—ЗОзН группы, которые этерифицируют гидроксильные группы моносахаридов или входят [c.76]








    Другие химические методы синтеза гликозидов по своему значению уступают методу Кенигса — Кнорра. Так, гликозиды могут быть получены в условиях алкилирования углеводов (см. выше) при использовании одного моля алкилирующего средства, так как гликозидный гидроксил алкилируется быстрее, чем спиртовые гидроксильные группы сахара. Однако этот способ не находит практического применения. [c.87]

    Хотя эта интересная область синтетической химии углеводов начала бурно развиваться лишь в течение последних 25—30 лет, многие соединения данного класса уже нашли практическое применение. [c.149]

    Важнейшие моносахариды и их практическое применение. D-Глюкоза (виноградный сахар — декстроза, названа так вследствие (+) вращения) является наиболее распространенным в природе и практически важным моносахаридом. Встречается в растениях в свободном виде и в составе сложных углеводов, в частности в составе крахмала и целлюлозы. В технике получается путем гидролиза последних используется как в растворах (сиропах), так и в кристаллическом виде. Обычная кристаллическая D-глюкоза представляет а-пиранозную форму, кристаллизуется с 1 молекулой воды. В медицине D-глюкоза используется как легко усвояемое питательное вещество. Константы D-глюкозы и других моносахаридов приведены в таблице 35. [c.221]

    Белки находят очень широкое практическое применение вместе с жирами и углеводами они являются основными пищевыми продуктами. Многие белковые вещества применяются и в промышленности так, шерсть и шелк издавна служат для изготовления тканей шкуры животных используют для переработки в кожу из роговых белковых веществ готовят гребни, пуговицы и другие мелкие изделия. Из некоторых природных белков готовят клеящие вещества. Обычный столярный клей получают из обрезков шкур, рогов, копыт при кипячении их с водой. Из хрящей и костей получают прозрачный, бесцветный или слабожелтый клей, называемый желатиной. Большое значение имеет казеин — белковое вещество, входящее в состав молока и выделяющееся из него в виде творожистой массы. Из казеина готовят пластмассу галалит и различные ценные клейкие составы. [c.387]

    Практическое применение хлора. Первое практическое применение хлора было следствием наблюдения, что хлор разрушает,, а тем самым и обесцвечивает органические красители. Поэтому свободный хлор наряду с аналогичными по действию его соединениями, в которые он легко переводится, сделался незаменимым средством для отбелки всех видов целлюлозы льняных и хлопчатобумажных тканей, технической целлюлозы и бумаги. Но хлор непригоден для отбелки шерстяных и шелковых тканей, так как шерсть и шелк не углеводы, а белки белки же хлор разрушает,, как и красящие вещества. [c.316]

    Катализирует эту реакцию фермент гидрогеназа, действие которого сильно ингибируется кислородом, который выделяется вместе с водородом (что создает основную проблему для практического применения этого процесса). Основные усилия многих исследователей направлены на ее решение. При помощи генной инженерии проводится создание клеток водорослей с повышенной устойчивостью к кислороду. Однако даже если будут созданы такие микроорганизмы, необходимо будет разделять водород и кислород. Для уменьшения содержания выделяющегося кислорода предлагалось использовать как необратимые (глюкоза), так и регенерируемые (гемоглобин) абсорбенты кислорода. Однако их использование существенно снижает эффективность процесса получения водорода. Поэтому рассматриваются альтернативные процессы, в которых образование кислорода и водорода можно разделить в пространстве и во времени. Например, один из процессов (так называемый непрямой биофотолиз) объединяет несколько стадий. Одноклеточные водоросли или цианобактерии способны использовать солнечный свет для связывания углекислого газа и воды с образованием углеводов  [c.43]

    Как уже отмечалось, многие смеси органических веществ, особенно углеводов и некоторых других кислородсодержащих соединений, могут служить субстратами для выращивания кормовых дрожжей. Здесь будет рассмотрена только технология получения гидролизатов торфа и облагораживания сульфитных щелоков — отхода варки целлюлозы, поскольку эти продукты уже нашли практическое применение в получении микробной биомассы.[c.67]

    Нитраты . Нитраты углеводов известны довольно давно, но не получили столь широкого распространения в лабораторной практике, как эфиры карбоновых и сульфоновых кислот. Однако нитраты углеводов очень широко применяются как взрывчатые веш,ества так, например, нитраты целлюлозы служат основой для изготовления порохов и бризантных смесей. Некоторое применение в практической медицине нашли нитраты моносахаридов как препараты со спазмолитическим действием. [c.147]

    Биологический ил, представляющий собой хлопьевидную массу, богат разнообразными питательными веществами (белками, углеводами, жирами, витаминами, аминокислотами, минеральными веществами и др.). Поэтому вполне оправдан поиск способов извлечения этих веществ или применения сухого ила в качестве кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. Так, разработана схема утилизации избыточного ила после биохимической очистки сточных вод в производстве синтетических жирных кислот, по которой активный ил уплотняется методом напорной флотации со снижением влажности, а затем сушится в печах с псевдоожиженным слоем. Высушенный в мягком режиме до влажности 10—20% ил практически-не меняет своих биохимических свойств и в таком виде может быть использован как добавка в корм животным [95]. [c.175]

    Общий объем курса органической химии для биологических специальностей обычно невелик и колеблется от 90 до 180 часов, из которых не более половины приходится на лекционный курс. В связи с необходимостью акцентировать внимание учащихся на специальных разделах (белки, жиры, углеводы и т. п.), обычно не остается времени на достаточное усвоение основных положений органической химии, особенно электронных представлений, которым до последнего времени в большинстве курсов различных вузов и даже в учебниках не уделялось достаточного внимания. В то же время даже отличное знание специальных разделов оставляет будущего специалиста практически безоружным, ибо только понимание механизма тех или иных превращений в органической химии может привести к успешному ее применению в различных областях биологии. Это тем более важно, что биология постепенно предстает перед нами как точная наука, хотя и занимающая в ряду точных наук — математика, физика, химия — пока еще последнее место. [c.3]

    К сожалению, общих схем распада молекул при масс-спектрометрии не существует. Не только каждый класс углеводов, но и каждая небольшая подгруппа проявляет свои особенности, природа заместителей и детали строения оказывают свое влияние. Поэтому применению данного метода всегда должны предшествовать глубокие исследования механизма и продуктов распада каждой группы соединения, в частности, с применением изотопной техники. Надо сказать, что такая работа в значительной степени проделана, выведены важные обобщения, выработаны многочисленные практические приемы диагностики определенных элементов структуры. Было установлено, что, при масс-спек-троскопии моносахаридов обычно не удается обнаружить молекулярный ион вследствие своей нестойкости он или сразу же фрагментируется, или стабилизируется путем отщепления каких-либо групп, и в результате наиболее тяжелый катион по своей массе оказывается меньше, чем молекулярная масса исходного вещества.[c.94]

    Метод нашел применение в анализе практически всех пищевых продуктов в сахарном производстве — для определения углеводов в хлебопекарном и кондитерском — аминокислот, органических кислот, углеводов, полисахаридов и карбонильных соединений в виноделии — органических кислот и аминокислот в производстве молока и молочных продуктов — аминокислот в мясоперерабатывающей промышленности — фенолов, жирных и летучих кислот, аминокислот и карбонильных соединений. Анализ пищевых продуктов достаточно трудоемок, включает сложную пробоподготовку, поэтому в данном пособии приведены лабораторные работы, реально выполнимые в течение одного занятия и позволяющие освоить приемы хроматографирования на бумаге. [c.364]

    В курсе приведены многочисленные примеры практического применения главным образом газовой и молекулярной жидкостной хроматографии на адсорбци-онно или химически модифицированных адсорбентах для анализа углеводородов, их производных и гетероциклических соединений. Особое внимание уделено анализу вредных примесей, разделению углеводов, стероидов, гликозидов, азолов, азинов, а также таких важных галогенпроизводных, как фреоны и пестициды. Адсорбция микотоксинов, представляющих собой одну из серьезнейших пищевых и кормовых проблем, рассматривается как в аспекте хроматографического их анализа, так и в аспекте хроматоскопического исслв1Дования структуры их молекул. В конце курса приведены примеры адсорбции и хроматографии синтетических и природных макромолекул. Здесь рассматривается иммобилизация некоторых ферментов и клеток (например, для осахарнвания крахмала, изомеризации глюкозы, для решения проблем искусственной почки), а также вопросы хроматографической очистки вирусов, в частности, вирусов гриппа и ящура. [c.4]

    По спектрально-люминесцентным характеристикам к полифениль-ным углеводородам близки углеводороды с арилэтиленовыми и арил-ацетиленовыми группировками, в том числе 1,2-диарилэтилены, диарилполиены, ар ил замещенные ди- и тривинилбензола, их аналоги с тройной связью. Эти углевод ороды, пе содержащие заместителей, также люминесцируют в кристаллах и растворах преимущественно в коротковолновой области спектра. Они сравнительно легко могут быть синтезированы и потому нашли более широкое практическое применение, чем другие ароматические углеводороды. Недостатком некоторых из них является малая фотохимическая устойчивость, обусловленная возможностью перехода в не обладающую люминесцентными свойствами 1 ЦС-форму. [c.21]

    Согласно литературным данным , — —излучение (доза 320 Мфэр) делает усваиваемыми бактериями от /д до оставшихся после облучения углеводов древесины пихты, в то время как при действии р-излучения при той же дозе в растворимое энзимом состояние переходит около /3 углеводов. Возможно, что такое большое различие в действии разных видов излучения обусловлено неточностями дозиметрии или различной температурой образцов во время облучения. Указанные работы, проводившиеся in vitro и представляющие интерес для практического применения продуктов радиолиза древесины, были подтверждены опытами на животных .[c.148]

    Содерн апие алкалоидов в nopi.uibe колеблется от 0,001 до 0,1—0,2% наряду с алкалоидами из спорыньи выделено много других веществ, в том числе белки, углеводы и липоиды, В связи с практическим применением ряда А. с. спорынью специально культивируют и т. о. добиваются повышения содержания А. с. ДО 0,7%. [c.60]

    Получение ряда редких или не встречающихся в природе сахаров возможно с помощью альдолазы (А. S. Seriani et al, 1982, G. М. Whitesides et al, 1983)—фермента, катализирующего альдольную конденсацию диоксиацетонфосфата и некоторых его аналогов с альдегидами. Альдолазы могут найти применение также при получении меченых соединений. С учетом интереса к реакциям альдольной конденсации в органическом синтезе, а также синтезе углеводов можно предположить, что альдолазы в ближайшие годы найдут широкое практическое применение. [c.63]

    В литературе приводятся также результаты испытания колпачковых тарелок в промышленной колонне д/ я выделения толуола из смесей с неароматическими углеводоподами путем экстрактивной ректификации с применением фенола в качестве разделяющего агента [259]. Колонна диаметром 2,13 м имела 65 колпачковых тарелок, расположенных на расстоянии 450 мм друг от Д руга. Полученные опытные данные 10казали, что относительные расходы углеводо родной части ni-.pa и жидкости, а также концентрация разделяющего агента практически постоянны ПО высоте колонны, что обусловлено близостью температур ки пения углеводородов и малой относ.чтельной летучестью разделяющего агента. Среднее значение к. п. д. тарелок составило 50%. [c.266]

    Методы получения нуклеозидов, отличные от реакций прямой конденсации, наверняка будут часто находить применение или как способ доказательства структуры, или как метод получения аналогов (часто аза- или дезазануклеозидов). Мы не намерены детально описывать все значительные примеры синтезов аналогов нуклеозидов, и нижеследующее обсуждение, вероятно, имеет больше исторический, чем практический интерес, хотя основные фундаментальные методы синтеза охвачены и некоторое внимание уделено современным методам, полезным для крупномасштабных синтезов. Необходимо, однако, помнить, что в настоящее время большинство природных нуклеозидов и многие аналоги синтезируют прямой конденсацией гетероциклического основания с углеводом. [c.89]

    Другая цель качественного органического анализа состоит в открытии определенного органического вещества в какой-либо смеси продуктов. Эта задача, по причине чрезвычайного разнообразия и большой изменяемости органических соединений, сопряжена со значительными трудностями, и здесь нет возможности установить точных общих правил, как в анализе неорганическом [4, с. 139]. Происходило это потому, что методы неорганического анализа для разделения или осаждения ионов практически не могли найти применения в органическом анализе. Правда, существует, казалось бы, некоторая аналогия между качественными реакциями на неорганические ионы и реакциями на определенные функциональные группы в органических соединениях. Но, во-первых, органические реакции вообще менее специфичны и избирательны во-вторых, идентификация какой-либо функциональной группы редко дает представление вообще о соединении, скорее она может быть использована для группового анализа, для установления, к какому классу соединений можно отнести испытуемое вещество. Присутствие некоторых функциональных групп с трудом можно было установить химическими методами исследования, а физические методы еще не были в достаточной степени разработаны. Тем не менее в конце аналитического периода истории органической химии, как это видно из цитированного руководства Жерара и Шанселя, имелась уже некоторая система в вещественном качественном анализе, позволяющем идентифицировать определенные органические соединения, особенно имеющие практическое значение, и в первую очередь для медицины. В этом руководстве указаны, например, способы идентификации органических оснований, или алкалоидов (анилина, никотина), большой группы собственно алкалоидов (морфина, наркотина, стрихнина, хинина и др.), органических кислот (синильной, уксусной, муравьиной, бензойной, щавелевой, виннокаменной, лимонной и яблочной), а также группы углеводов, белковых веществ, мочевой кислоты, карбамида (мочевины), креатина, цистина, ксантина и т. д. [c.290]

    При фотосинтезе зеленых растений потребляются двуокись углерода, вода и свет и производятся кислород, углеводы и химическая энергия. Таким образом, мы имеем шесть возможных объектов количественного исследования. Однако один из участников реакции, вода, находится в живых организмах в таком изобилии, что определить его потребление практически невозможно (если не считать возможного применения изотопных индикаторов). С другой стороны, при фотосинтезе бактерий и адаптированных водорослей (см. т. I, гл. V и VI) потребление восстановителя (Hg, HgS, HgSgOg и т. д.) может быть измерено так же легко, как и потребление окислителя ( Og). [c.242]

    Для изучения свойств и строения каучука необходимо иметь чистый препарат этого вещества. Как было отмечено в предыдущей главе, технические сорта каучука (светлый креп, смокед-шит и др.) содержат до 10% некаучуковых составных частей — белков, смол, углеводов, жирных кислот и т. д. Эти примеси известным образом сказываются на химических и на физических свойствах технического продукта. Освобождение каучука от этих примесей представляет собой весьма кропотливую работу. Дело в том, что в случае каучука практически исключается применение наиболее распространенных способов очистки— перегонки и кристаллизации. Возможно лишь применение экстрагирования и фракционированного осаждения из растворов — приемов, основанных на различной растворимости составных частей технического каучука. В частности, белки удаляются после щелочного или ферментативного гидролиза экстракцией или диализом в водную среду смолы, сахара и другие вещества экстрагируются ацетоном или спиртом. Окончательную очистку и разделение на фракции осуществляют путем дробного осаждения спиртом бензольного раствора препарата, полученного после предыдущих процедур 1. В конце концов получается янтарного цвета прозрачный продукт, сво бодньй от азота и зольных эле 1ентов. [c.82]

    Насколько высоки могут быть урожаи Фактором, ограничивающим урожай сверху, является количество поглощаемой растением солнечной энергии. Энергетические соотношения играют важную роль в установлении как теоретического, так и практического предела п >о-дуктивности культуры. Количество поглощенной солнечной энергии, которая заключена в жирах, белках и углеводах, также влияет на потенциальнун урожайность. Сосредоточение внимания на хозяйственно ценной части растения и применение регуляторов роста для ее усовершенствования очень перспективны. Сельское хозяйство — одна из наиболее старых отраслей производства, в которой предпринимаются попытки добиться максимального использования солнечной энергии. Хотя в этой области и достигнуты значительные успехи, неиспользованные резервы еще велики [1199]. Важную роль в решении этой задачи могут играть регуляторы роста растений. [c.132]

    Традиционная масс-спектрометрия положительных ионов нашла широкое применение в химии углеводов [266—268]. С ее помощью решаются аналитические и структурные проблемы, связанные с определением молекулярного веса соединений, положения заместителей, размера кольца и т. д. [161]. Однако стереохимические особенности сахаров почти не находят отражения в их масс-спектрах положительных ионов — масс-спектры стереоизо-мерных сахаров практически одинаковы, хотя иногда имеются небольшие различия в интенсивностях отдельных пиков [269].[c.142]

    Применение последних в катализе, с одной стороны, поможет наиболее рационально решить чисто практические задачи (каталитический синтез природных энаптиомеров аминокислот, углеводов и т. п.) и, с другой стороны, позволит (и позволяет уже сейчас) глубже постичь детальный механизм каталитических явлений и яснее представить строение переходного состояния (которое, в частности, в гетерогенных каталитических процессах гораздо сложнее, чем в гомогенных, поскольку включает и поверхность катализатора). То обстоятельство, что оптически активные соединения занимают особое место в катализе, закономерно следует из мультиплетной теории катализа А. А. Баландина, предусматривающей существенную роль в катализе структурных и энергетических факторов, обусловленных взаимодействием нереагирующих частей молекулы субстрата с поверхностью катализатора (аналогия с ферментативным катализом). [c.5]

    Более 20 лет назад после появления первых сообщений, посвященных стерической эксклюзионной хроматографии (СЭХ), возник большой интерес к применению данного метода для фракционирования декстранов [113, 114], что впоследствии, как и следовало ожидать, привело к его интенсивному использоса-нию почти во всех областях химии углеводов. Практическая значимость этого метода обусловлена не только возможностью эффективного разделения олиго- и полимеров, но и определения с его помощью молекулярно-массового распределения. Теоретические основы СЭХ в настоящее время подробно изучены и рассмотрены в огромном количестве обзоров [115—120]. Опублию-ваны также обзоры, которые содержат сведения, касающиеся непосредственного использования этого метода в химии углеводов [121, 122]. Поэтому в данном разделе рассмотрены главным образом последние достижения в области СЭХ, которые привели к такому повышению скорости и эффективности разделения, что с недавнего времени этот метод рассматривается в качестве одной из разновидностей ВЭЖХ. [c.27]

    Первое сообщение об использовании ТСХ для изучения сахаров появилось в 1961 г. [404]. В настоящее время этот метод находит широкое применение для идентификации и разделения углеводов всех типов. ТСХ отличают более высокая чувствительность и скорость разделения, чем при хроматографии на бумаге. Прекрасный обзор наиболее важных работ, посвященных различным аспектам применения ТСХ в области химии углеводов, опубликован в 1976 г. [405]. Практические вопросы качественного и количественного анализа, а также препаративного ТСХ-разделения углеводов подробно рассмотрены в трех статьях Уинга и БеМиллера [406]. [c.64]

    При применении этого метода наносят очень небольшие количества концентрированного раствора исследуемого препарата на старт в виде узкой полосы. В результате электрофореза (может быть приложена весьма высокая разность потенциалов, поскольку в геле подавляются конвекционные токи) смесь будет разделяться на ряд зон, что позволяет получить более высокое разрешение, чем при работе по методу свободной границы. Более того, можно варьировать средний размер пор и распределение пор по размерам для некоторых поддерживаюш,их сред (крахмал, агар, полиакриламид) таким образом, что действие одного из факторов, влияюш их на электрофоретическую подвижность, а именно гидродинамического сопротивления, будет столь велико, что часть молекул будет практически неподвижной [30]. Электрофоретические подвижности в гелях или на бумаге нельзя непосредственно сравнивать с электрофоретическими подвижностями, измеренными методом свободной границы, кроме тех случаев, когда рассматриваемые молекулы малы по сравнению с размерами пор в поддерживающей среде. Компактные белки с молекулярным весом вплоть до 50 ООО легко диффундируют в 5%-ном полиакриламидном геле, и даже с веществами большего молекулярного веса можно получить хорошие результаты. Бумагу или гелевый блок нужно окрасить, чтобы показать положение различных компонентов можно также сделать перенос на подходящим образом вырезанный кусок фильтровальной бумаги, хотя эта методика часто малочувствительна. Обычные красители, применяемые для обнаружения белков (нигрозин, амидовый черный), дают удовлетворительные результаты для многих гликонротеинов, но некоторые эпителиальные вещества, которые могут представлять собой по существу углеводы (до 90%), окрашиваются довольно плохо. Было найдено, что для кислых гликонротеинов лучше применять толуидиновый голубой [32] или муцикармин [33], а алциановый голубой окрашивает как кислые, так и нейтральные гликопротеины [34]. Наиболее общей методикой окрашивания является, по опыту автора, методика Райдона и Смита [35] (хлорирование и обработка смесью крахмала и иодистого калия), но она неприменима на полиакриламидных гелях. [c.47]

    Поскольку ионообменники заряжены противоионом (например, для дауэкса-1 это может быть ОН , С1 , формиат и т. д.), можно практически полностью обменять ион из раствора на заряженный противоион. Так, хлорид можно обменять на ОН при использовании дауэкса-1, а Н+ — на На+ в случае дауэкса-50. Поэтому основное применение ионообменников — это деионизация незаряженных растворенных веществ. Деионизацию можно осуществлять путем пропускания раствора через катионо- и анионообменники или через их смешанный слой, который, правда, трудно регенерировать и обычно приходится выбрасывать. При деионизации углеводов незаряженные сахара могут вести себя как слабые кислоты и сорбироваться сильными анионообменниками. Для этих целей следует применять слабый основной иоиообменник.[c.193]

    Впервые такие работы появились в 1923 г. Langweil (1923) выяснил, что прн сбраживании целлюлозы термофильными бактериями образуется большое количество продуктов, представляющих большой практический интерес. Бактерии хорошо сбраживали многие растительные материалы и, следовательно, могли найти применение в промышленности. Были выделены бактерии, разлагающие целлюлозу с образованием этилового спирта. Они хорошо развивались без доступа воздуха при 60— 65 °С, энергично разлагали целлюлозу и утилизировали углеводы с образованием спирта, уксусной и молочной кислот, углекислоты, водорода. При сбраживании отработанного сухого хмеля (отход пивоваренного производства) из 1 т сырья получали 180 л смеси спирта и органических кислот, а при сбраживании солодовой дробины—320 л. Однако чистые культуры бактерий не были выделены. [c.183]

    После удаления нуклеиновых кислот в растворе могут остаться капсульные камедеподобные углеводы. Это создает трудности при использовании обычных методов осаждения белков. В присутствии этих веществ невозможно применение сульфата аммония и других методов фракционного осаждения. Лучше полностью осадить белок в надежде, что камедеподобные вещества останутся в растворе. Практически весь белок можно осадить при 80%-ном насыщении сульфатом аммония (разд. 3.3) или 55%-ной концентрации ацетона (разд. 3.4). В случае использования сульфата аммония для осаждения белка может понадобиться скоростное центрифугирование. Но даже после этого растворенный белковый осадок содержит вещества, снижающие воспроизводимость результатов при работе на колонке или при использовании других методов фракционирования. [c.50]


Роль и применение углеводов (стр. 1 из 2)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. ЗНАЧЕНИЕ, ИСТОЧНИКИ, РОЛЬ УГЛЕВОДОВ.. 4

1.1. Понятие и сущность углеводов. 4

1.2. Роль углеводов. 4

2. ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В МЕДИЦИНЕ. 8

2.1. Применение углеводов в парентеральном питании. 8

2.2. Использование углеводов при диетическом питании. 8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 11

Целью данной работы является систематизация, накопление и закрепление знаний о применении углеводов в медицине.

Источниками углеводов в питании служат главным образом продукты растительного происхождения — хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал — сложное вещество (сложный углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержаться в виде различных более простых сахаров — фруктовый сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной доставке сахара тканям. Непосредственно в виде сахара рекомендуется вводить лишь 20-25% от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе питания. В это число входит и сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах.

Если углеводы поступают с пищей в достаточном количестве, они откладываются главным образом в печени и мышцах в виде особого животного крахмала — гликогена. В дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используются для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в организме в жир. К углеводам обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов пищеварения.

1.1. Понятие и сущность углеводов

Углеводы как эссенциальные компоненты пищевого рациона не только определяют основной энергетический гомеостат организма, но существенно необходимы также для биосинтеза многих углеродсодержащих полимеров. На протяжении жизни человек в среднем потребляет около 14 тонн углеводов, и том числе более 2,5 тонн простых углеводов. Углеводы являются основной составной частью пищевого рациона человека, так как их потребляют примерно в 4 раза больше, чем белков и жиров. При обычном смешанном питании за счет углеводов обеспечивается около 60 % суточной энергоценности, тогда как за счет белков и жиров вместе взятых — только 40 %. Углеводы в организме используются преимущественно как источник энергии для мышечной работы. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше требуется углеводов. При малоподвижном образе жизни, напротив, потребность в углеводах уменьшается.

Около 52-66 % углеводов потребляется с зерновыми продуктами, 14-26 % — с сахаром и сахаропродуктами, около 8-10- с клубне- и корнеплодами, 5—7 % с овощами, фруктами.

Углеводы — довольно сильный раздражитель внешней секреции поджелудочной железы, в том числе наиболее активный стимулятор синтеза инсулина, которому принадлежит важная роль в регуляции углеводного обмена, в поддержании оптимального для организма гомеостаза глюкозы. Алиментарная многолетняя перегрузка легкоусвояемыми углеводами первоначально вызывает гиперплазию β-клеток, затем может привести к ослаблению инсулярного аппарата вследствие перенапряжения и созданию предпосылок для развития сахарного диабета

1.2. Роль углеводов

Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров.

В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка).

Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.

Наиболее распространенный моносахарид — глюкоза — содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70 — 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.

Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы. Основными источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы — 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид — галактоза — в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока — лактозы.

Из дисахаридов в питании человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу. Источниками сахарозы в питании человека являются, главным образом, тростниковый и свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахаре-песке составляет 99.75%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты.

Содержание углеводов на 100 г. продуктов

Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются усложненным строением молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.

Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким его содержанием в значительной степени обуславливается пищевая ценность зерновых продуктов. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре.

Гликоген в организме используется в качестве энергетического материала для питания работающих мышц, органов и систем. Восстановление гликогена происходит путем его его ресинтеза за счет глюкозы.

Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимися в организме. Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использовать их с терапевтической целью при некоторых заболеваниях преимущественно желудочно-кишечного тракта.

Клетчатка по химической структуре весьма близка к полисахаридам. Высоким содержанием клетчатки характеризуются зерновые продукты. Однако помимо общего количества клетчатки, важное значение имеет ее качество. Менее грубая, нежная клетчатка хорошо расщепляется в кишечнике и лучше усваивается. Такими свойствами обладает клетчатка картофеля и овощей. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина.

Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 — 500 г. в сутки.

2.1. Применение углеводов в парентеральном питании

Углеводы используются для парентерального питания в силу того, что они являются наиболее доступными источниками энергии для организма больного. Их энергетическая ценность составляет 4 ккал/г. Учитывая то, что суточная потребность в энергии составляет около 1 500–2 000 ккал, то становится понятной проблема изолированного применения углеводов для ее покрытия. Если перевести расчет на изотонический раствор глюкозы, то для этого потребуется перелить не менее 7–10 л жидкости, что может привести к таким осложнениям, как гипергидратация, отек легких, сердечно-сосудистые нарушения.

6. Углеводы, их классификация, свойств, применение.

Общая формула углеводов – Cn(h3O)m.

Углеводы делятся на 2 группы:1. Моносахориды (молозы), -простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения

2 Полисахориды (полилозы), которые тоже делятся на 2 группы 1. Олигосахориды (низкомолекулярныеполисахориды)- свекловичный сахар. 2. Высокомолекулярные полисахориды- крахмал целлюлоза.

Общая формула углеводов – Cn(h3O)m.

Свойства:

  • Моносахоридыхорошо растворимы в воде и нерастворимы в неполярных органических растворителях (бензоле, петролейном эфире и др.)Концентрированные растворы сахаров в воде называются сиропами.
  •  полисахариды в чистом виде представляют собой белые аморфные вещества. Высокомолекулярные полисахариды плохо растворимы в воде, а если растворимы, то образуют суспензии и мутные коллоидные растворы (раствор крахмала в воде — клейстер).

Биологическая роль углеводовв живых организмах чрезвычайно многообразна. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соединениями для биосинтеза разнообразных гликозидов, полисахаридов, а также веществ др. классов (аминокислот, жирных кислот, полифенолов и т.д.)

Практическое значение.углеводов составляют большую (часто основную) часть пищевого рациона человека. В связи с этим они широко используются в пищевой и кондитерской промышленности (крахмал, сахароза, пектиновые вещества). Их превращения при спиртовом брожении лежат в основе процессов получения этилового спирта, пивоварения, хлебопечения; др. типы брожения позволяют получить глицерин, молочную, лимонную, глюконовую кислоты и др. вещества. Глюкоза, аскорбиновая кислота, сердечные гликозиды, углеводсодержащие антибиотики, гепарин широко применяются в медицине. Целлюлоза служит основой текстильной промышленности, получения искусственного целлюлозного волокна, бумаги, пластмасс, взрывчатых веществ и др.

Значение углеводов в природе и жизни человека

1. Значение углеводов в природе и жизни человека.

Презентация подготовлена
ученицей 10-а класса
Руденко Дарьей.

2. Роль углеводов живой природе.

Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм
получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров.
В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения
углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы:
моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза)
дисахариды (сахароза, лактоза,мальтоза)
сложные углеводы, или полисахариды
(крахмал, гликоген, клетчатка).
Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро
усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и
относятся к сахарам.
1.Моносахариды
Наиболее распространенный моносахарид — глюкоза — содержится
во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в
результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза
наиболее быстро и легко используется в организме для
образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих
мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания
необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена
печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении
глюкоза может использоваться как источник энергии.
Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и
может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар.
Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в
кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в
значительном количестве (до 70 — 80%) задерживается в печени
и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени
фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с
глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается
большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет
использовать меньшие ее количества для достижения
необходимого уровня сладости продуктов и таким образом
снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при
построении пищевых рационов ограниченной калорийности.
Галакто́за— один из простых сахаров, моносахарид изомер глюкозы.
Содержится в животных и растительных организмах, в том числе в
некоторых микроорганизмах. Один из основных и важных элементов,
входящих в питание грудных детей. Входит в состав дисахаридов —
лактозы и лактулозы.. L-галактоза входит в состав полисахаридов
красных водорослей. D-галактоза широко распространена в природе,
входит в состав олигосахаридов, некоторых гликозидов, растительных и
бактериальных , в организме животных и человека — в состав лактозы.
2. Дисахариды
Лактоза— углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и
молочных продуктах. Лактоза отличается от других дисахаридов
отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство
имеет большое практическое значение в фармации: если нужно
приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко
гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять
другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся
лекарственное вещество быстро разложится. Значение лактозы очень
велико, так как она является важным питательным веществом,
особенно для растущих организмов человека и млекопитающих
Мальтоза— дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы;
содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде)
ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в
пыльце и нектаре ряда растений. Мальтоза относится к
восстанавливающим сахарам, восстанавливает фелингову
жидкость
Сахароза является весьма распространённым в природе
дисахаридом. Она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах.
Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и
сахарном тростнике, которые и используются для промышленного
производства пищевого сахара.Используется в лечении сахарного
диабета 2-го типа
3.Полисахариды
Крахмалы— полимеры глюкозы. Крахмалы
нерастворимы в воде. Картофель, рис, мука и кукуруза —
главные источники крахмала в человеческом питании.
Растения запасают глюкозу в виде крахмалов.
Гликоген служит вторым по значению долговременным
энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который
откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую
очередь образовывается в печени и мышцах, но также может
вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.
Гликоген — аналог крахмала, глюкозного полимера в растениях,
иногда его называют «животный крахмал»
Целлюло́за, клетчáтка — органическое соединение,
углевод, полисахарид. Белое твёрдое вещество,
нерастворимое в воде. Главная составная часть клеточных
оболочек всех высших растений.

7. Роль в жизни человека.

Значение углеводов заключается сразу в нескольких
функциях. Основными из этих функций являются:
1. Энергетическая. За счет окисления компонентов выделяется
энергия, которую организм потом использует для удовлетворения
своих потребностей. Значение углеводов в питании крайне важно,
ведь именно они дают силы на целый день.
2. Гидроосмотическая. Значение углеводов в питании очень велико,
ведь именно благодаря им в межклеточном веществе человека
удерживаются ионы магния, кальция, а также молекулы воды.
3. Структурная. Некоторые из этих веществ входят в состав
соединительных тканей. А кроме того, они вместе с белками
способны образовывать ферменты, гормоны и другие соединения в
организме.
4. Защитная. Значение углеводов для организма очень важно, т.к.
некоторые из них обеспечивают прочность стенок сосудов, другие –
входят в состав смазки, покрывающей трущиеся друг о друга суставы
человека, третьи – присутствуют в структуре слизистых оболочек.
5. Кофакторная. Определенные виды рассматриваемых веществ
участвуют в образовании ферментов, отвечающих за свертываемость
крови, а также входят в состав ее плазмы.

Практическое значение углеводов — презентация онлайн

2. Повторите:

Макроэлементы
Микроэлементы
Биоэлементы
Гидрофильные вещества
Гидрофобные вещества
Буферность

3. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены. Исправьте их.

1. В составе клетки обнаружено около 80 химических элементов,
входящих в периодическую таблицу Д.И. Менделеева.
2. Группу макроэлементов образуют водород, кислород, углерод,
цинк, фосфор.
3. Группу микроэлементов составляют бром, азот, сера, железо,
йод и другие.
4. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани.
5. Кроме того, фосфор – элемент, от которого зависит нормальная
свертываемость крови.
6. Железо входит в состав гемоглобина – белка эритроцитов.
7. Калий и натрий необходимы для проведения нервных
импульсов.

4. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены. Исправьте их.

(1)Вода очень важна для жизнедеятельности растений.
(2)Она расходуется при фотосинтезе и клеточном дыхании.
(3)Кроме того, с водой в растение поступают неорганические соли и
другие необходимые растению вещества.
(4)Главным фактором, обеспечивающим транспорт воды вверх по
стеблю, является транспирация – регулируемое испарение воды
через устьица.
(5)При необходимости увеличения количества испарённой воды
устьица закрываются, что повышает проницаемость клеток
эпидермы листа для воды.
(6)Всасывание воды волосками в зоне проведения корней создаёт
избыток воды в нижней части растения – корневое давление.
(7)В результате выстраивается постоянный поток воды из корней
через стебель к листьям.

5. Соотнесите рисунки и виды углеводов

1
А. Целлюлоза
Б. Хитин
В. Гликоген
Г. Крахмал
Д. Лактоза
6
5
2
3
4

6. Установите соответствие между видом полисахарида и его функцией в клетке:

1. хитин
2. целлюлоза
3. крахмал
4. муреин
5. гликоген
1
2
3
А. Структурная
Б. Запасающая
4
5
Определите логику взаимоотношений записанных ниже
пар слов, вставьте недостающие слова:
Цепь → звено
полимер → мономер
????????
Белок → ????????
аминокислота

8. Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.

Найдите три ошибки в приведённом тексте.
Укажите номера предложений, в которых они
сделаны, исправьте их.
1. Полисахарид целлюлоза выполняет в клетке
растения резервную, запасающую функцию.
2. Накапливаясь в клетке, углеводы выполняют
главным образом регуляторную функцию.
3. У членистоногих полисахарид хитин формирует
покровы тела.
4. У растений клеточные стенки образованы
полисахаридом крахмалом.
5. Полисахариды обладают гидрофобностью.

9. Липиды

Д/з § 10

10. Липиды —

Липиды
жиры и жироподобные вещества
ЖИР =
ГЛИЦЕРИН
+ ЖИРНЫЕ
КИСЛОТЫ

11. Жироподобные вещества:

12. Функции липидов

1) Структурная
(строительная)
2) Защитная и
теплоизоляционная

13. Функции липидов

3) Энергетическая:
1гр. жира ≈ 38 кДж
(9,1 ккал)
4) Регуляторная –
входят в состав
гормонов и витаминов

14. Функции липидов

5) Источник метаболической воды:
1 кг. жира ≈ 1,1 л. воды

Презентация к уроку на тему » Углеводы»


Просмотр содержимого документа

«Презентация к уроку на тему » Углеводы»»

«Углеводы»

Все мы знаем очень точно:

ЭТО энергии источник.

В организм с растительной пищей поступают

И энергией его снабжают,

Мозг головной и сердце питают.

В сахаре ЭТОГО не счесть,

В овощах и фруктах ЭТО есть.

УГЛЕВОДЫ

Функции углеводов: 1. Строительная

Функции углеводов: 1. Строительная

Функции углеводов: 2. Энергетическая

1 грамм – 17,6 кДж

Общая формула углеводов

C n (H 2 O) m

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ

УГЛЕВОДЫ

МОНОСАХАРИДЫ

ДИСАХАРИДЫ

ПОЛИСАХАРИДЫ

Задание для самостоятельной работы: заполните таблицу Представители класса «Углеводы»

Название, формула

Где содержится

Свойства

ГЛЮКОЗА С 6 Н 12 О 6

Содержание углеводов на 100 г. продуктов

Капуста белокочанная

Глюкоза

2.6

Картофель

Фруктоза

1.6

Свекла

0.6

Сахароза

0.4

0.3

0.1

Гемицеллюлоза

Яблоки

0.1

Клетчатка

2.0

Виноград

0.6

0.1

7.8

1.0

8.6

0.3

Крахмал

5.5

Пектин

1.5

0.7

0.1

7.7

1.0

0.5

0.9

0.6

0.4

16.0

0.6

0.6

0.1

0.4

1.1

0.8

0.6

1.0

0.6

ШКАЛА СЛАДОСТИ

Фруктоза

173

Сахароза

100

Глюкоза

74

Глицерин

48

Мальтоза

32

Лактоза

16

САХАРОЗА С 12 Н 2 2 О 11

КРАХМАЛ 6 Н 10 О 5 ) n

Окрашивание крахмала раствором йода

Признак реакции – изменение цвета раствора

с белого на сине — фиолетовый.

ГЛИКОГЕН (животный крахмал) 6 Н 10 О 5 ) n

ЦЕЛЛЮЛОЗА 6 Н 10 О 5 ) n

Домашнее задание

  • Творческое задание: заполните схему

Практическое

значение

углеводов

Использование, польза для здоровья, питание и риски

Углеводы являются основным источником энергии для организма. Это сахар, крахмал и пищевые волокна, содержащиеся в растительной пище и молочных продуктах.

Углеводы в основном содержатся в растительной пище. Они также содержатся в молочных продуктах в виде молочного сахара, называемого лактозой. К продуктам с высоким содержанием углеводов относятся хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, рис и крупы.

Углеводы играют в живых организмах несколько функций, в том числе обеспечивают энергию.

Побочные продукты углеводов участвуют в иммунной системе, развитии болезней, свертывании крови и размножении.

В этой статье рассматриваются типы углеводов, питание и их влияние на здоровье. Мы также смотрим на взаимосвязь между углеводами и диабетом.

Углеводы, также известные как сахариды или углеводы, обеспечивают организм энергией. Каждый грамм углеводов обеспечивает 4 калории.

Организм расщепляет углеводы на глюкозу, которая является основным источником энергии для мозга и мышц.

Углеводы — одно из трех макроэлементов, которые являются питательными веществами, которые необходимы организму в больших количествах.

Другие макроэлементы — это белки и жиры. Белки содержат 4 калории на грамм, а жиры — 9 калорий на грамм.

Обычно рекомендуется, чтобы люди потребляли от 45 до 65% от общего количества калорий в виде углеводов в день. Однако потребность в углеводах зависит от многих факторов, включая размер тела, уровень активности и контроль сахара в крови.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рекомендует, чтобы люди получали 275 г углеводов каждый день при диете в 2000 калорий. Сюда входят пищевые волокна, общий сахар и добавленные сахара, которые указаны на этикетках продуктов питания.

Углеводы в пищевых продуктах встречаются в различных формах, включая следующие:

  • Пищевые волокна , тип углеводов, которые организм не может легко усвоить. Он естественным образом содержится во фруктах, овощах, орехах, семенах, бобах и цельнозерновых.
  • Общий сахар , который включает сахара, встречающиеся в естественных условиях в пищевых продуктах, таких как молочные продукты, а также добавленные сахара, которые обычно используются в выпечке, сладостях и десертах. Организм очень легко переваривает и усваивает сахар.
  • Сахарные спирты , тип углеводов, которые организм не полностью усваивает. У них сладкий вкус и меньше калорий, чем в сахаре. Сахарные спирты добавляют в пищу в качестве подсластителей с пониженной калорийностью, например, в жевательную резинку, выпечку и сладости.

Пищевые волокна способствуют регулярному опорожнению кишечника, понижают уровень сахара и холестерина в крови и могут помочь снизить потребление калорий. FDA рекомендует, чтобы люди получали 28 граммов (г) пищевых волокон в день при диете, состоящей из 2000 калорий.

Большинство людей в Соединенных Штатах превышают рекомендованные дневные пределы добавленного сахара. Это может увеличить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и кариеса.

В Рекомендациях по питанию для американцев на 2015–2020 гг. Рекомендуется, чтобы люди получали менее 10% своей общей суточной калорийности за счет добавленных сахаров, что означает менее 50 г добавленных сахаров в день.

Однако максимальное ограничение добавления сахара лучше всего для здоровья в целом. Американская кардиологическая ассоциация рекомендует женщинам ограничивать количество добавляемого сахара до менее 6 чайных ложек (25 г) в день, а мужчин — до менее 9 чайных ложек (36 г) в день.

Химические структуры углеводов содержат атомы углерода, водорода и кислорода. Два основных соединения составляют углеводы: альдегиды, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс атом водорода, и кетоны, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс два дополнительных атома углерода.

Углеводы могут объединяться, образуя полимеры или цепи, чтобы создавать различные типы углеводов. Углеводы могут быть моносахаридами, дисахаридами или полисахаридами.

Моносахариды

Моносахариды представляют собой отдельные единицы сахара. Примеры включают:

  • глюкоза, основной источник энергии организма
  • галактоза, которая наиболее доступна в молоке и молочных продуктах
  • фруктоза, которая в основном содержится во фруктах и ​​овощах

Дисахариды

Дисахариды — это две молекулы сахара объединились.Примеры включают:

  • лактоза, содержащаяся в молоке, состоящая из глюкозы и галактозы,
  • сахароза или столовый сахар, состоящий из глюкозы и фруктозы

Полисахариды

Полисахариды представляют собой цепочки многих сахаров. Они могут состоять из сотен или тысяч моносахаридов. Полисахариды служат хранилищами пищи для растений и животных. Примеры включают:

  • гликоген, который накапливает энергию в печени и мышцах
  • крахмалы, которых много в картофеле, рисе и пшенице
  • целлюлоза, один из основных структурных компонентов растений

Моносахариды и дисахариды просты углеводы и полисахариды — сложные углеводы.

Простые углеводы — это сахара. Они состоят всего из одной или двух молекул. Они обеспечивают быстрый источник энергии, но вскоре человек снова чувствует голод. Примеры включают белый хлеб, сахар и конфеты.

Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара. Это включает цельнозерновые и продукты, содержащие клетчатку. Примеры включают фрукты, овощи, бобы и цельнозерновые макаронные изделия.

Сложные углеводы заставляют человека дольше чувствовать себя сытым и приносят больше пользы для здоровья, чем простые углеводы, поскольку они содержат больше витаминов, минералов и клетчатки.

В типичной диете углеводы являются основным источником энергии для организма. Организм использует их в качестве топлива для клеток.

Многие люди обратились к низкоуглеводным диетам, таким как кето-диета, из-за их потенциальной пользы для здоровья и потери веса. Однако некоторые виды углеводов, в том числе цельнозерновые и пищевые волокна, имеют существенную пользу для здоровья.

Фактически, согласно Комитету врачей по ответственной медицине, те, кто ест больше всего углеводов, особенно из натуральных источников, таких как бобы, цельнозерновые и овощи, имеют более низкий риск ожирения, диабета 2 типа и сердечных заболеваний.

Другие виды углеводов, включая простые углеводы, такие как белый хлеб, имеют гораздо более низкую пищевую ценность.

Добавленный сахар — это тип углеводов, который может иметь неблагоприятные последствия для здоровья. Употребление в пищу большого количества продуктов, содержащих добавленный сахар, может способствовать ожирению, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям.

При изменении диеты важно стремиться к здоровой диете, которая содержит ряд необходимых организму питательных веществ.

Углеводы и ожирение

Некоторые утверждают, что глобальный рост ожирения связан с высоким потреблением углеводов.Тем не менее, ряд факторов способствует росту показателей ожирения, в том числе:

  • более низкий уровень физической активности
  • большая доступность ультрапереработанной пищи или «нездоровой пищи»
  • отсутствие доступа к недорогим свежим продуктам
  • негабаритных порций, которые увеличиваются калорийность человека
  • меньше часов сна
  • генетические факторы
  • стрессовые и эмоциональные факторы

А как насчет диетических продуктов?

Многие производители продвигают низкоуглеводные диеты для продажи продуктов для похудения, включая пищевые батончики и порошки.

Эти продукты не всегда полезны для здоровья, поскольку многие из них содержат красители, искусственные подсластители, эмульгаторы и другие добавки и, как правило, с низким содержанием витаминов, минералов и антиоксидантов, что делает их похожими на нездоровую пищу.

После еды организм расщепляет углеводы на глюкозу, вызывая повышение уровня сахара в крови. Это заставляет поджелудочную железу вырабатывать инсулин — гормон, который позволяет клеткам организма использовать этот сахар для получения энергии или хранения.

Со временем повторяющиеся скачки уровня сахара в крови могут повредить клетки, вырабатывающие инсулин, изнашивая их.В конце концов, организм может перестать вырабатывать инсулин или не сможет использовать его должным образом. Это называется инсулинорезистентностью.

Употребление в пищу только углеводов или сахаров не вызывает диабета. Углеводы — важный источник питательных веществ в большинстве диет.

Однако люди с большей вероятностью будут иметь инсулинорезистентность и заболеть диабетом 2 типа, если они имеют избыточный вес или ожирение, что может быть связано с диетой с высоким содержанием сахара.

Инсулинорезистентность увеличивает риск развития метаболического синдрома, который относится к группе факторов риска, повышающих риск сердечных заболеваний, инсульта и других заболеваний.

Если у человека повышен уровень сахара в крови, снижение потребления добавленного сахара и рафинированных углеводов может помочь снизить уровень сахара в крови, улучшить инсулинорезистентность и при необходимости способствовать здоровой потере веса.

Снижение риска

Люди могут снизить риск инсулинорезистентности, употребляя полезные для здоровья углеводы, поддерживая хороший сон и регулярно занимаясь физическими упражнениями.

К полезным углеводам относятся фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые и некоторые злаки.Эти продукты содержат необходимые витамины, минералы, клетчатку и ключевые фитонутриенты.

Средиземноморская диета включает умеренное количество углеводов из естественных источников, а также немного животного или рыбного белка.

Эта диета меньше влияет на потребность в инсулине и последующие проблемы со здоровьем по сравнению со стандартной американской диетой.

Гликемический индекс (ГИ) оценивает, насколько быстро пища повышает уровень сахара в крови по шкале от 0 до 100.

Продукты с высоким ГИ вызывают быстрые скачки сахара в крови.Пища с низким ГИ переваривается дольше, что приводит к более сбалансированному уровню сахара в крови.

Употребление большого количества продуктов с высоким ГИ может увеличить риск диабета 2 типа и других проблем со здоровьем, включая сердечные заболевания и избыточный вес.

Диета с большим количеством продуктов с низким ГИ, наряду с упражнениями и регулярным сном, может помочь человеку сохранить здоровье и умеренный вес.

Диета с низким ГИ

Одним из факторов, увеличивающих индекс ГИ пищи, является процесс измельчения и измельчения, в результате которого часто остается только крахмалистый эндосперм или внутренняя часть семени или зерна.В основном это крахмал.

Этот процесс также удаляет другие питательные вещества, такие как минералы, витамины и пищевые волокна.

Чтобы придерживаться диеты с низким ГИ, человек может есть больше нерафинированных продуктов, таких как:

  • овес, ячмень или отруби
  • цельнозерновой хлеб
  • коричневый рис
  • много свежих фруктов и овощей
  • свежие , цельные фрукты вместо сока
  • цельнозерновые макароны
  • салаты и сырые овощи

Углеводы являются важным источником энергии для организма.Некоторые типы более здоровы, чем другие. Например, пищевая клетчатка — это углевод, который защищает здоровье сердца и кишечника, тогда как добавленный сахар может привести к повышенному риску диабета 2 типа, сердечных заболеваний и избыточного веса.

Соблюдение хорошо сбалансированной диеты, включающей необработанные углеводы, а также достаточный сон и физическая активность с большей вероятностью приведут к хорошему здоровью и здоровой массе тела, чем сосредоточение внимания на определенном питательном веществе или его исключение.

Использование, польза для здоровья, питание и риски

Углеводы являются основным источником энергии для организма.Это сахар, крахмал и пищевые волокна, содержащиеся в растительной пище и молочных продуктах.

Углеводы в основном содержатся в растительной пище. Они также содержатся в молочных продуктах в виде молочного сахара, называемого лактозой. К продуктам с высоким содержанием углеводов относятся хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, рис и крупы.

Углеводы играют в живых организмах несколько функций, в том числе обеспечивают энергию.

Побочные продукты углеводов участвуют в иммунной системе, развитии болезней, свертывании крови и размножении.

В этой статье рассматриваются типы углеводов, питание и их влияние на здоровье. Мы также смотрим на взаимосвязь между углеводами и диабетом.

Углеводы, также известные как сахариды или углеводы, обеспечивают организм энергией. Каждый грамм углеводов обеспечивает 4 калории.

Организм расщепляет углеводы на глюкозу, которая является основным источником энергии для мозга и мышц.

Углеводы — одно из трех макроэлементов, которые являются питательными веществами, которые необходимы организму в больших количествах.

Другие макроэлементы — это белки и жиры. Белки содержат 4 калории на грамм, а жиры — 9 калорий на грамм.

Обычно рекомендуется, чтобы люди потребляли от 45 до 65% от общего количества калорий в виде углеводов в день. Однако потребность в углеводах зависит от многих факторов, включая размер тела, уровень активности и контроль сахара в крови.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рекомендует, чтобы люди получали 275 г углеводов каждый день при диете в 2000 калорий.Сюда входят пищевые волокна, общий сахар и добавленные сахара, которые указаны на этикетках продуктов питания.

Углеводы в пищевых продуктах встречаются в различных формах, включая следующие:

  • Пищевые волокна , тип углеводов, которые организм не может легко усвоить. Он естественным образом содержится во фруктах, овощах, орехах, семенах, бобах и цельнозерновых.
  • Общий сахар , который включает сахара, встречающиеся в естественных условиях в пищевых продуктах, таких как молочные продукты, а также добавленные сахара, которые обычно используются в выпечке, сладостях и десертах.Организм очень легко переваривает и усваивает сахар.
  • Сахарные спирты , тип углеводов, которые организм не полностью усваивает. У них сладкий вкус и меньше калорий, чем в сахаре. Сахарные спирты добавляют в пищу в качестве подсластителей с пониженной калорийностью, например, в жевательную резинку, выпечку и сладости.

Пищевые волокна способствуют регулярному опорожнению кишечника, понижают уровень сахара и холестерина в крови и могут помочь снизить потребление калорий. FDA рекомендует, чтобы люди получали 28 граммов (г) пищевых волокон в день при диете, состоящей из 2000 калорий.

Большинство людей в Соединенных Штатах превышают рекомендованные дневные пределы добавленного сахара. Это может увеличить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и кариеса.

В Рекомендациях по питанию для американцев на 2015–2020 гг. Рекомендуется, чтобы люди получали менее 10% своей общей суточной калорийности за счет добавленных сахаров, что означает менее 50 г добавленных сахаров в день.

Однако максимальное ограничение добавления сахара лучше всего для здоровья в целом. Американская кардиологическая ассоциация рекомендует женщинам ограничивать количество добавляемого сахара до менее 6 чайных ложек (25 г) в день, а мужчин — до менее 9 чайных ложек (36 г) в день.

Химические структуры углеводов содержат атомы углерода, водорода и кислорода. Два основных соединения составляют углеводы: альдегиды, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс атом водорода, и кетоны, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс два дополнительных атома углерода.

Углеводы могут объединяться, образуя полимеры или цепи, чтобы создавать различные типы углеводов. Углеводы могут быть моносахаридами, дисахаридами или полисахаридами.

Моносахариды

Моносахариды представляют собой отдельные единицы сахара. Примеры включают:

  • глюкоза, основной источник энергии организма
  • галактоза, которая наиболее доступна в молоке и молочных продуктах
  • фруктоза, которая в основном содержится во фруктах и ​​овощах

Дисахариды

Дисахариды — это две молекулы сахара объединились. Примеры включают:

  • лактоза, содержащаяся в молоке, состоящая из глюкозы и галактозы,
  • сахароза или столовый сахар, состоящий из глюкозы и фруктозы

Полисахариды

Полисахариды представляют собой цепочки многих сахаров.Они могут состоять из сотен или тысяч моносахаридов. Полисахариды служат хранилищами пищи для растений и животных. Примеры включают:

  • гликоген, который накапливает энергию в печени и мышцах
  • крахмалы, которых много в картофеле, рисе и пшенице
  • целлюлоза, один из основных структурных компонентов растений

Моносахариды и дисахариды просты углеводы и полисахариды — сложные углеводы.

Простые углеводы — это сахара.Они состоят всего из одной или двух молекул. Они обеспечивают быстрый источник энергии, но вскоре человек снова чувствует голод. Примеры включают белый хлеб, сахар и конфеты.

Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара. Это включает цельнозерновые и продукты, содержащие клетчатку. Примеры включают фрукты, овощи, бобы и цельнозерновые макаронные изделия.

Сложные углеводы заставляют человека дольше чувствовать себя сытым и приносят больше пользы для здоровья, чем простые углеводы, поскольку они содержат больше витаминов, минералов и клетчатки.

В типичной диете углеводы являются основным источником энергии для организма. Организм использует их в качестве топлива для клеток.

Многие люди обратились к низкоуглеводным диетам, таким как кето-диета, из-за их потенциальной пользы для здоровья и потери веса. Однако некоторые виды углеводов, в том числе цельнозерновые и пищевые волокна, имеют существенную пользу для здоровья.

Фактически, согласно Комитету врачей по ответственной медицине, те, кто ест больше всего углеводов, особенно из натуральных источников, таких как бобы, цельнозерновые и овощи, имеют более низкий риск ожирения, диабета 2 типа и сердечных заболеваний.

Другие виды углеводов, включая простые углеводы, такие как белый хлеб, имеют гораздо более низкую пищевую ценность.

Добавленный сахар — это тип углеводов, который может иметь неблагоприятные последствия для здоровья. Употребление в пищу большого количества продуктов, содержащих добавленный сахар, может способствовать ожирению, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям.

При изменении диеты важно стремиться к здоровой диете, которая содержит ряд необходимых организму питательных веществ.

Углеводы и ожирение

Некоторые утверждают, что глобальный рост ожирения связан с высоким потреблением углеводов.Тем не менее, ряд факторов способствует росту показателей ожирения, в том числе:

  • более низкий уровень физической активности
  • большая доступность ультрапереработанной пищи или «нездоровой пищи»
  • отсутствие доступа к недорогим свежим продуктам
  • негабаритных порций, которые увеличиваются калорийность человека
  • меньше часов сна
  • генетические факторы
  • стрессовые и эмоциональные факторы

А как насчет диетических продуктов?

Многие производители продвигают низкоуглеводные диеты для продажи продуктов для похудения, включая пищевые батончики и порошки.

Эти продукты не всегда полезны для здоровья, поскольку многие из них содержат красители, искусственные подсластители, эмульгаторы и другие добавки и, как правило, с низким содержанием витаминов, минералов и антиоксидантов, что делает их похожими на нездоровую пищу.

После еды организм расщепляет углеводы на глюкозу, вызывая повышение уровня сахара в крови. Это заставляет поджелудочную железу вырабатывать инсулин — гормон, который позволяет клеткам организма использовать этот сахар для получения энергии или хранения.

Со временем повторяющиеся скачки уровня сахара в крови могут повредить клетки, вырабатывающие инсулин, изнашивая их.В конце концов, организм может перестать вырабатывать инсулин или не сможет использовать его должным образом. Это называется инсулинорезистентностью.

Употребление в пищу только углеводов или сахаров не вызывает диабета. Углеводы — важный источник питательных веществ в большинстве диет.

Однако люди с большей вероятностью будут иметь инсулинорезистентность и заболеть диабетом 2 типа, если они имеют избыточный вес или ожирение, что может быть связано с диетой с высоким содержанием сахара.

Инсулинорезистентность увеличивает риск развития метаболического синдрома, который относится к группе факторов риска, повышающих риск сердечных заболеваний, инсульта и других заболеваний.

Если у человека повышен уровень сахара в крови, снижение потребления добавленного сахара и рафинированных углеводов может помочь снизить уровень сахара в крови, улучшить инсулинорезистентность и при необходимости способствовать здоровой потере веса.

Снижение риска

Люди могут снизить риск инсулинорезистентности, употребляя полезные для здоровья углеводы, поддерживая хороший сон и регулярно занимаясь физическими упражнениями.

К полезным углеводам относятся фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые и некоторые злаки.Эти продукты содержат необходимые витамины, минералы, клетчатку и ключевые фитонутриенты.

Средиземноморская диета включает умеренное количество углеводов из естественных источников, а также немного животного или рыбного белка.

Эта диета меньше влияет на потребность в инсулине и последующие проблемы со здоровьем по сравнению со стандартной американской диетой.

Гликемический индекс (ГИ) оценивает, насколько быстро пища повышает уровень сахара в крови по шкале от 0 до 100.

Продукты с высоким ГИ вызывают быстрые скачки сахара в крови.Пища с низким ГИ переваривается дольше, что приводит к более сбалансированному уровню сахара в крови.

Употребление большого количества продуктов с высоким ГИ может увеличить риск диабета 2 типа и других проблем со здоровьем, включая сердечные заболевания и избыточный вес.

Диета с большим количеством продуктов с низким ГИ, наряду с упражнениями и регулярным сном, может помочь человеку сохранить здоровье и умеренный вес.

Диета с низким ГИ

Одним из факторов, увеличивающих индекс ГИ пищи, является процесс измельчения и измельчения, в результате которого часто остается только крахмалистый эндосперм или внутренняя часть семени или зерна.В основном это крахмал.

Этот процесс также удаляет другие питательные вещества, такие как минералы, витамины и пищевые волокна.

Чтобы придерживаться диеты с низким ГИ, человек может есть больше нерафинированных продуктов, таких как:

  • овес, ячмень или отруби
  • цельнозерновой хлеб
  • коричневый рис
  • много свежих фруктов и овощей
  • свежие , цельные фрукты вместо сока
  • цельнозерновые макароны
  • салаты и сырые овощи

Углеводы являются важным источником энергии для организма.Некоторые типы более здоровы, чем другие. Например, пищевая клетчатка — это углевод, который защищает здоровье сердца и кишечника, тогда как добавленный сахар может привести к повышенному риску диабета 2 типа, сердечных заболеваний и избыточного веса.

Соблюдение хорошо сбалансированной диеты, включающей необработанные углеводы, а также достаточный сон и физическая активность с большей вероятностью приведут к хорошему здоровью и здоровой массе тела, чем сосредоточение внимания на определенном питательном веществе или его исключение.

The Central Science, Глава 5, Раздел 8

Chemistry: The Central Science, Chapter 5, Section 8

Большинство химических реакций, используемых для производства тепла, являются реакциями горения.Энергия, выделяемая при сгорании 1 г материала, часто называется его топливной ценностью . Поскольку значения топлива представляют собой тепла, выделяемого при сгорании, значения топлива являются положительными числами. Энергетическая ценность любой пищи или топлива может быть измерена калориметрическим методом.

Продукты питания

Большая часть энергии, в которой нуждается наш организм, поступает из углеводов и жиров. Углеводы в кишечнике разлагаются на глюкозу, C 6 H 12 O 6 .Глюкоза растворима в крови, и в организме человека она известна как сахар в крови. Он транспортируется кровью к клеткам, где он реагирует с O 2 в несколько этапов, в конечном итоге производя CO 2 (г), H 2 O (l), и энергию:

Углеводы распадаются быстро, поэтому их энергия быстро передается в организм. Однако организм хранит очень небольшое количество углеводов. Средняя топливная ценность углеводов составляет 17 кДж / г (4 ккал / г).

Подобно углеводам, жиры производят CO 2 и H 2 O в своем метаболизме и при сжигании в калориметре бомбы. Реакция тристеарина, C 57 H 110 O 6 , типичного жира, выглядит следующим образом:

Организм использует химическую энергию продуктов питания для различных целей: для поддержания температуры тела, для управления мышцами, а также для создания и восстановления тканей. Любая избыточная энергия сохраняется в виде жиров. Жиры хорошо подходят для использования в качестве запаса энергии тела по крайней мере по двум причинам: (1) они нерастворимы в воде, что позволяет им накапливаться в организме; и (2) они производят больше энергии на грамм, чем белки или углеводы, что делает их эффективными источниками энергии в массовом масштабе.Средняя топливная ценность жиров составляет 38 кДж / г (9 ккал / г).

В случае белков метаболизм в организме производит меньше энергии, чем сжигание в калориметре, потому что продукты разные. Белки содержат азот, который выделяется в калориметре бомбы под номером N 2 . В организме этот азот превращается в мочевину (NH 2 ) 2 CO. Белки используются организмом в основном в качестве строительных материалов для стенок органов, кожи, волос, мышц и т. Д.В среднем метаболизм белков дает 17 кДж / г (4 ккал / г), как и для углеводов.

Значения количества топлива для различных распространенных пищевых продуктов показаны в Таблице 5.4. Этикетки на упакованных продуктах показывают количество углеводов, жиров и белков, содержащихся в средней порции, а также энергетическую ценность порции (рис. 5.21). Количество энергии, необходимое нашему телу, значительно варьируется в зависимости от таких факторов, как вес, возраст и мышечная активность. Для поддержания жизнедеятельности организма на минимальном уровне требуется около 100 кДж на килограмм массы тела в день.В среднем человек весом 70 кг (154 фунта) тратит около 800 кДж / час при выполнении легкой работы, такой как медленная ходьба или легкое садоводство. Напряженная деятельность, такая как бег, часто требует 2000 кДж / час или больше. Когда содержание энергии в нашей пище превышает энергию, которую мы тратим, наше тело откладывает излишки в виде жира.

ОБРАЗЕЦ УПРАЖНЕНИЯ 5,11

(a) Порция 28 г (1 унция) популярных хлопьев для завтрака, подаваемая с 120 мл обезжиренного молока, содержит 8 г белка, 26 г углеводов и 2 г жира.Используя среднюю топливную ценность этих веществ, оцените количество пищевой энергии в этой порции. (b) Человек со средним весом расходует около 100 кал / миль при беге или беге трусцой. Сколько порций этих хлопьев обеспечивает потребность в топливе для пробега 3 мили?

РЕШЕНИЕ (a) Нам дана масса белка, углеводов и жиров в порции злаков. Мы можем использовать данные в Таблице 5.4, чтобы преобразовать эти массы в их топливную ценность, которую мы можем суммировать, чтобы получить общую пищевую энергию:

Это соответствует 160 ккал:

Напомним, что диетическая Калорийность эквивалентна 1 ккал.Таким образом, в порции содержится 160 кал.

(b) В постановке задачи указан коэффициент преобразования калорий в мили. Ответ на часть (а) дает нам коэффициент преобразования порций в калории. Мы можем использовать эти факторы в прямом анализе размеров, чтобы определить необходимое количество порций, округленное до ближайшего целого числа:

УПРАЖНЕНИЕ

(a) Сухие красные бобы содержат 62 процента углеводов, 22 процента белка и 1.5 процентов жира. Оцените топливную ценность этих бобов. (b) Очень легкая деятельность, такая как чтение или просмотр телевизора, требует около 7 кДж / мин. Сколько минут такой активности можно поддерживать за счет энергии, обеспечиваемой банкой куриного супа с лапшой, содержащей 13 г белка, 15 г углеводов и 5 г жира? Ответы: а) 15 кДж / г; (б) 95 мин.

Топливо

Элементный состав и топливная ценность нескольких распространенных видов топлива сравниваются в таблице 5.5. Во время полного сгорания топлива углерод превращается в CO 2 , а водород превращается в H 2 O, оба из которых имеют большие отрицательные энтальпии образования. Следовательно, чем больше процент углерода и водорода в топливе, тем выше его топливная ценность. Сравните, например, состав и топливную ценность битуминозного угля и древесины. Уголь имеет более высокую топливную ценность из-за большего содержания углерода.

В 1997 году Соединенные Штаты потребили 9 единиц.89 10 16 кДж энергии; то есть почти 100 квадриллионов кДж. Это значение соответствует среднему дневному потреблению энергии на человека в размере 1,0 10 6 кДж, что примерно в 100 раз превышает потребности в энергии и продовольствии на душу населения. Мы очень энергоемкое общество. На рис. 5.22 показаны источники этого потребления энергии.

Рисунок 5.22 Источники энергии, потребляемые в США.В 1997 году Соединенные Штаты потребили в общей сложности 9,9 10 16 кДж энергии.

Уголь, нефть и природный газ, которые являются нашими основными источниками энергии, известны как ископаемое топливо . Все они сформировались за миллионы лет в результате разложения растений и животных и истощаются гораздо быстрее, чем формируются. Природный газ состоит из газообразных углеводородов, соединений водорода и углерода. Он содержит в основном метан, CH 4 , с небольшими количествами этана, C 2 H 6 , пропан, C 3 H 8 , и бутан, C 4 H 10 .Мы определили топливную ценность пропана в примере упражнения 5.9. Нефть — жидкость, состоящая из сотен соединений. Большинство этих соединений представляют собой углеводороды, а остальные представляют собой в основном органические соединения, содержащие серу, азот или кислород. Уголь , который является твердым, содержит углеводороды с высокой молекулярной массой, а также соединения, содержащие серу, кислород или азот. Сера, содержащаяся в нефти и угле, является основным источником загрязнения воздуха, о чем мы поговорим в главе 18.

Уголь — наиболее распространенное ископаемое топливо; он составляет 80 процентов запасов ископаемого топлива в Соединенных Штатах и ​​90 процентов мировых запасов. Однако использование угля создает ряд проблем. Уголь представляет собой сложную смесь веществ и содержит компоненты, вызывающие загрязнение воздуха. Поскольку это твердое вещество, извлечение из его подземных отложений является дорогостоящим и часто опасным. Кроме того, угольные месторождения не всегда расположены близко к местам с высоким энергопотреблением, поэтому часто возникают значительные транспортные расходы.

Одним из перспективных способов использования наших запасов угля является их использование для производства смеси газообразных углеводородов, называемой синтез-газом (для « син тезис газ »). В этом процессе, называемом газификацией угля , уголь обычно измельчается и обрабатывается перегретым паром. Из продуктов могут быть удалены серосодержащие соединения, вода и диоксид углерода, что приводит к смеси газов CH 4 , H 2 и CO, каждый из которых имеет высокую топливную ценность:

Поскольку синтез-газ газообразный, его можно легко транспортировать по трубопроводам.Кроме того, поскольку большая часть серы из угля удаляется в процессе газификации, сжигание синтез-газа вызывает меньшее загрязнение воздуха, чем сжигание угля. По этим причинам экономичное преобразование угля и нефти в «более чистые» виды топлива, такие как синтез-газ и водород (см. Вставку «Химия в действии» ниже), является очень активной областью текущих исследований в области химии и инженерии.

Прочие источники энергии

Ядерная энергия — это энергия, которая выделяется при расщеплении или слиянии ядер атомов.Ядерная энергия в настоящее время используется для производства около 22 процентов электроэнергии в Соединенных Штатах и ​​составляет около 7 процентов от общего производства энергии в США (рис. 5.22). Ядерная энергия, в принципе, свободна от загрязняющих выбросов, которые являются серьезной проблемой при производстве энергии из ископаемого топлива. Однако атомные электростанции производят радиоактивные отходы, поэтому их использование вызывает споры. Мы обсудим вопросы, связанные с производством ядерной энергии, в главе 21.

Ископаемое топливо и ядерная энергия невозобновляемые источников энергии; используемое топливо — это ограниченные ресурсы, которые мы потребляем в гораздо большей степени, чем регенерируемые. В конечном итоге это топливо будет израсходовано, хотя оценки того, когда это произойдет, сильно разнятся. Поскольку невозобновляемые источники энергии в конечном итоге будут израсходованы, ведется большое количество исследований источников возобновляемой энергии , источников энергии, которые по существу неисчерпаемы.Возобновляемые источники энергии включают солнечной энергии, от Солнца, энергии ветра, , используемой ветряными мельницами, геотермальной энергии, от тепла, накопленного в массе Земли, гидроэлектрической энергии, от текущих рек, и энергии биомассы, от сельскохозяйственных культур, таких как как деревья и кукуруза, так и из биологических отходов. В настоящее время возобновляемые источники обеспечивают около 7,6 процента годового потребления энергии в США, причем единственными значительными источниками являются гидроэнергетика (4,2 процента) и источники биомассы (2,9 процента).

Обеспечение наших будущих потребностей в энергии, безусловно, будет зависеть от разработки технологии использования солнечной энергии с большей эффективностью. Солнечная энергия — крупнейший в мире источник энергии. В ясный день около 1 кДж солнечной энергии достигает каждого квадратного метра поверхности Земли каждую секунду. Солнечная энергия, приходящаяся на 0,1% территории США, эквивалентна всей энергии, которую эта страна использует в настоящее время. Обуздать эту энергию сложно, потому что она разреженная (распределяется по обширной территории) и колеблется в зависимости от времени и погодных условий.Эффективное использование солнечной энергии будет зависеть от разработки некоторых средств хранения собранной энергии для использования в более позднее время. Любые практические способы сделать это почти наверняка будут включать использование эндотермического химического процесса, который впоследствии можно обратить в обратную сторону для выделения тепла. Одна из таких реакций следующая:

Эта реакция протекает в прямом направлении при высоких температурах, которые можно получить в солнечной печи. CO и H 2 , образовавшиеся в реакции, затем могут быть сохранены и позволят прореагировать позже, при этом выделяющееся тепло будет использовано для полезной работы.

Солнечная энергия может быть преобразована непосредственно в электричество с помощью фотоэлектрических устройств, иногда называемых солнечными элементами . Эффективность преобразования солнечной энергии с помощью таких устройств резко возросла за последние несколько лет в результате интенсивных исследований. Фотоэлектрические элементы жизненно важны для выработки энергии для спутников. Однако для крупномасштабного производства полезной энергии на поверхности Земли они пока не применимы из-за высокой удельной стоимости.Даже если затраты уменьшатся, необходимо найти средства для хранения энергии, производимой солнечными элементами, потому что солнце светит только с перерывами и в течение только части дня в любом месте. Еще раз, решение этой проблемы почти наверняка будет заключаться в использовании энергии, чтобы вызвать химическую реакцию, протекающую в том направлении, в котором она является эндотермической.

ПРИМЕР ИНТЕГРАЦИОННОГО УПРАЖНЕНИЯ 5: Объединение концепций

Когда 75.0 мл 0,100 M Na 2 SO 4 (водный) и 25,0 мл 0,200 M AgNO 3 (водный) смешивают вместе в химическом стакане, образуется белый осадок. Предположим, что оба раствора изначально имеют температуру 25 ° C, а конечный объем раствора составляет 100,0 мл. (a) Каково итоговое ионное уравнение протекающей реакции? (b) Каков лимитирующий реагент в этой реакции? (c) Каков теоретический выход образовавшегося осадка в граммах? (d) Учитывая, что для Ag 2 SO 4 (s) составляет -715.2 кДж / моль, рассчитайте количество тепла, поглощенного или выделенного во время этой реакции. (e) Будет ли температура раствора повышаться или понижаться по мере протекания реакции? Объяснять.

РЕШЕНИЕ (a) Оба Na 2 SO 4 и AgNO 3 являются сильными электролитами. Поскольку соли ионов Na + и NO 3 всегда растворимы, осадок должен быть солью, образованной реакцией Ag + и SO 4 2– , что, исходя из заряды ионов должны быть Ag 2 SO 4 .Таким образом, чистое ионное уравнение:

(b) Чтобы определить лимитирующий реагент, сначала рассчитываем количество молей Ag + и SO 4 2– в смешиваемых растворах. Напомним, что количество молей равно объему раствора, умноженному на его молярность. Поскольку AgNO 3 и Na 2 SO 4 являются сильными электролитами, концентрации Ag + и SO 4 2– равны молярности исходных растворов:

Чистое ионное уравнение говорит нам, что мы потребляем в два раза больше молей Ag + , чем SO 4 2– .Таким образом, требуется всего 2,50 10 –3 моль SO 4 2– , чтобы полностью прореагировать с 5,00 10 –3 моль Ag + . Делаем вывод, что Ag + является лимитирующим реагентом. (c) Из общего ионного уравнения мы видим, что 2 моль Ag + 1 моль Ag 2 SO 4 . В части (b) мы видели, что в этой реакции расходуется 5,00 10 –3 моль Ag + , поэтому должно быть произведено 2,50 10 –3 моль Ag 2 SO 4 .Мы переводим моли в граммы, используя формулу веса Ag 2 SO 4 :

Это значение представляет собой теоретический выход Ag 2 SO 4 для данной реакции. (d) Мы будем использовать энтальпии образования для расчета изменения энтальпии чистой ионной реакции (уравнение 5.29). В задаче указано значение Ag 2 SO 4 (s) , а для Ag + (вод.) и SO 4 2– (вод.) — приведено в Приложении С к учебнику.

Помните, что в термохимических реакциях мы предполагаем, что коэффициенты соответствуют молям реагентов и продуктов. Поскольку коэффициент для Ag 2 SO 4 в уравнении 5.29 равен единице, наше вычисленное значение соответствует H = -17,7 кДж на моль произведенного Ag 2 SO 4 . В части (c) мы видели, что производим 2,50 10 –3 моль Ag 2 SO 4 . Таким образом, значение H для количеств, используемых в данной конкретной реакции, составляет H = (2.50 10 –3 моль Ag 2 SO 4 ) (- 17,7 кДж / моль Ag 2 SO 4 ) = -4,43 10 –2 кДж. (e) Реакция является экзотермической ( H <0), поэтому в результате реакции в раствор выделяется тепло. Следовательно, можно ожидать повышения температуры раствора. Однако количество выделяемого тепла очень мало, всего 0,044 кДж на 100 мл раствора. Если предположить, что удельная теплоемкость раствора такая же, как у воды (4.18 Дж / г-К), мы можем оценить, что температура повысится менее чем на 0,001 ° C. Мы не смогли бы обнаружить такое небольшое изменение температуры, если бы у нас не был чрезвычайно чувствительный термометр.

Углеводы | ADA

Употребляйте углеводы с умом.

Когда вы едите или пьете продукты, содержащие углеводы, также известные как углеводы, ваше тело расщепляет эти углеводы на глюкозу (разновидность сахара), которая затем повышает уровень глюкозы в крови.Ваше тело использует эту глюкозу в качестве топлива, чтобы поддерживать вас в течение дня. Это то, что вы, вероятно, знаете как «уровень глюкозы в крови» или «уровень сахара в крови». Когда дело доходит до лечения диабета, важную роль играют углеводы, которые вы едите. После того, как ваше тело расщепляет эти углеводы на глюкозу, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который помогает клеткам усваивать эту глюкозу.

Когда у кого-то уровень глюкозы в крови — или сахар в крови — слишком высок, это называется гипергликемией. Есть несколько причин «кайфа», в том числе недостаток инсулина в организме для обработки глюкозы в крови или клетки в вашем организме, которые не реагируют эффективно на высвобождаемый инсулин, оставляя лишнюю глюкозу в крови.Низкий уровень глюкозы в крови известен как гипогликемия. «Минусы» иногда могут быть вызваны недостаточным потреблением углеводов или дисбалансом в приеме лекарств. Короче говоря, углеводы, которые мы потребляем, влияют на уровень сахара в крови, поэтому баланс является ключевым моментом!

В пище есть три основных типа углеводов: крахмалы, сахар и клетчатка. Как вы увидите на этикетках продуктов, которые вы покупаете, термин «общие углеводы» относится ко всем трем этим типам. Цель состоит в том, чтобы выбрать углеводы, богатые питательными веществами, что означает, что они богаты клетчаткой, витаминами и минералами и с низким содержанием добавленных сахаров, натрия и нездоровых жиров.При выборе углеводной пищи:

  • Ешьте больше всего: цельных необработанных некрахмалистых овощей. Некрахмалистые овощи, такие как салат, огурцы, брокколи, помидоры и стручковая фасоль, содержат много клетчатки и очень мало углеводов, что в меньшей степени влияет на уровень сахара в крови. Помните, что согласно методу тарелки они должны составлять половину вашей тарелки!
  • Съешьте: цельных продуктов с минимально обработанными углеводами.Это крахмалистые углеводы, в том числе такие фрукты, как яблоки, черника, клубника и дыня; цельные неповрежденные зерна, такие как коричневый рис, цельнозерновой хлеб, цельнозерновые макароны и овсянка; крахмалистые овощи, такие как кукуруза, зеленый горошек, сладкий картофель, тыква и бананы; а также фасоль и чечевицу, такие как черная фасоль, фасоль, нут и зеленая чечевица. Если вы используете метод тарелки, продукты этой категории должны составлять около четверти вашей тарелки.
  • Старайтесь есть меньше: рафинированных продуктов с высоким содержанием углеводов и продуктов с добавлением сахара.К ним относятся сладкие напитки, такие как газировка, сладкий чай и сок, очищенные зерна, такие как белый хлеб, белый рис и сладкие хлопья, а также сладости и закуски, такие как пирожные, печенье, конфеты и чипсы.

Как углеводы применяются в повседневной жизни? | Здоровое питание

Мелоди Энн Обновлено 27 декабря 2018 г.

Углеводы являются основным источником топлива для вашего тела, поэтому они являются важной частью вашего повседневного рациона. Адекватное потребление углеводов дает вам энергию для тренировки и важно для нормальной работы мозга.Почти все продукты содержат углеводы, за исключением мяса, яиц и некоторых видов морепродуктов.

Немедленная энергия

Углеводы распадаются на глюкозу, их простейшую форму, и используются для получения немедленной энергии. Простые углеводы — это сахара, например фруктовый сахар или фруктоза; молочный сахар или лактоза; и белый столовый сахар или сахароза. Простые углеводы превращаются непосредственно в глюкозу в тонком кишечнике и мгновенно всасываются через стенки кишечника. Сложные углеводы — это разветвленные молекулы крахмала.Крахмал дольше усваивается в кишечнике. Когда вы жуете, слюна окружает молекулы крахмала и расщепляет их на более мелкие молекулы мальтозы. Как только мальтоза, простой углевод, попадает в тонкую кишку, ферменты расщепляют его на молекулы глюкозы. Оттуда глюкоза всасывается прямо в кровоток. Поскольку простые углеводы быстро перевариваются, они вызывают резкий скачок уровня глюкозы в крови, тогда как крахмалы могут занять больше времени, чтобы повлиять на уровень глюкозы.

Накопитель энергии

Ваша система автоматически использует глюкозу, которая ей нужна сразу, для получения мгновенной энергии, а затем сохраняет остальную часть в виде гликогена в печени и мышцах.Гликоген — это сложный полисахаридный углевод, который быстро превращается обратно в глюкозу, когда углеводы недоступны сразу. Согласно Президентскому совету по физической культуре и спорту, ваше тело накапливает достаточно гликогена, чтобы выдержать около двух часов интенсивных упражнений.

Углеводы в продуктах питания

Большая часть ваших ежедневных калорий, от 45 до 65 процентов, должна поступать из углеводов, чтобы обеспечить достаточно энергии для поддержки повседневных функций. В углеводах содержится 4 калории на грамм, поэтому, если вы обычно придерживаетесь диеты, состоящей из 2000 калорий, вам необходимо от 225 до 325 граммов углеводов каждый день.Одна порция зерновых продуктов, включая один кусок хлеба, полстакана картофельного пюре или треть стакана макаронных изделий, содержит 15 граммов углеводов, сообщает Американская диетическая ассоциация. Небольшой фрукт весом 4 унции также содержит около 15 граммов углеводов, в то время как 1 чашка сырых некрахмалистых овощей, таких как шпинат и салат, содержит менее 5 граммов углеводов. Молоко и йогурт увеличивают вашу суточную потребность в углеводах, предлагая около 12 граммов на порцию в 8 унций.

Регулярность

Не все углеводы обеспечивают энергию.Клетчатка — это сложный тип углеводов, который вам нужен каждый день, но он не расщепляется, как другие углеводы. Вместо этого клетчатка проходит через кишечник в относительно неповрежденном виде и помогает вам оставаться в норме. Растворимая клетчатка из фруктов и овса притягивает воду и образует густой осадок. Проходя через ил, он замедляет пищеварение и позволяет витаминам и минералам всасываться через кишечник. Нерастворимая клетчатка, содержащаяся в овощах и цельнозерновых продуктах, проникает через кишечник, как метла, и делает стул мягким и объемным.Оба типа клетчатки одинаково важны в вашем рационе. «Вам нужно 14 граммов клетчатки на каждые 1000 калорий в вашем рационе», — объясняет Диетические рекомендации для американцев 2010. Исходя из средней диеты, состоящей из 2000 калорий, вам необходимо 28 граммов клетчатки каждый день.

Подсчет углеводов: практический вариант планирования питания для людей с диабетом

L ena уже несколько лет страдает избыточным весом. Ей 52 года
лет, и год назад она узнала, что у нее диабет 2 типа.У нее есть
посещала медсестру в кабинете врача для получения информации о питании и
медсестра направила ее к дипломированному диетологу в амбулаторном режиме.
поликлиника в соседней больнице.

Лена приносит свои записи о питании во время первого визита в РД. РД
просматривает записи, которые состоят только из того, что Лена выбрала еду без порции
указаны размеры или потребляемые количества. РД рекомендует Лене рассмотреть
взвешивая и измеряя размеры ее порций и записывая их вместе с ней
выбор еды.РД предоставляет Лене экземпляр журнала American Diabetes.
Ассоциация (ADA) подсчет основных углеводов
брошюра
1 и использует модели продуктов, чтобы продемонстрировать соответствующие порции продуктов Лена
может выбрать.

В последующие 3 месяца Лена работает с углеводом.
бюджет для каждого приема пищи, использует брошюру по основному подсчету углеводов и платит
внимание к ее размерам порций. Она похудела, у нее улучшился гликемический индекс
контроль и становится более мотивированным, чтобы продолжить.

Джино, возраст 35 лет, болеет диабетом 1 типа в течение 3 лет и наслаждается своим
этническая итальянская кухня. Он потребляет углеводную пищу во время всех приемов пищи, а также
время отхода ко сну. Он начал использовать соотношение инсулина и углеводов, чтобы соответствовать его
инсулина в зависимости от количества потребляемых им углеводов, и он считает это полезным.
Но он обеспокоен тем, что его уровень глюкозы после еды (ППГ) не соответствует норме.
в пределах целевого диапазона. Он выражает беспокойство своему врачу и
обратился к RD для консультации.

Оценка питания показывает, что Джино пытался уменьшить
потребление углеводов и увеличить потребление белка, чтобы получить PPG
уровней в целевой диапазон. RD пересматривает базовый подсчет углеводов
подходит к Джино и просит его работать с углеводным бюджетом на каждом
еду и вести записи.

При ответном визите Джино доволен своим гликемическим контролем, но
снова обеспокоен тем, что, если он ест слишком много углеводов, его гликемический контроль
будет страдать.Во время этого обсуждения RD рассматривает продвинутый ADA
подсчет углеводов
брошюра
2 вместе с ним, а также обзор того, как изменить соотношение инсулина к углеводам,
как использовать концепцию базис-болюсной инсулинотерапии и как применять инсулин
коэффициент чувствительности для определения корректирующих доз инсулина. Все это
информация расширяет возможности Джино, и он готов использовать эти углеводные
методы подсчета, а не только для того, чтобы получать удовольствие от углеводной пищи,
но также для поддержания оптимального гликемического контроля.

Подсчет углеводов — это подход к планированию приема пищи, а не к конкретной диете.
Он делает упор на общее количество потребляемых углеводов, а не на
от источника или типа потребляемых углеводов. Предполагается, что для целей
контроля уровня глюкозы в крови, углевод — это углевод,
углевод. Такой подход способствует постоянному потреблению углеводов на
определенное время дня и определенное время приема пищи. Все люди с диабетом могут
использовать подсчет углеводов при планировании приема пищи
вариант. 3,4

При оценке человека, который заинтересован в изучении углеводов
подсчет, полезно обсудить цели лечения диабета,
готовность и мотивация к изучению системы, уровень образования, способность
выполнять основную математику, концепцию контроля порций и готовность сдавать кровь
мониторинг глюкозы до и после еды во время изучения
система. 3

Определены два уровня подсчета углеводов: базовый и
передовой. 1,2

Базовый подсчет углеводов

Знание основ подсчета углеводов включает
понимание взаимосвязи между едой, физической активностью и кровью
уровень глюкозы.Расширенный подсчет углеводов включает понимание закономерностей
управление и как использовать инсулин в углеводы
соотношения. 5

Базовый подсчет углеводов помогает пациентам начать работу с
система подсчета углеводов. Углеводные продукты идентифицируются как крахмалы,
фрукты, молоко и десерты. Особое внимание уделяется последовательности в сроках,
тип и количество потребляемых углеводсодержащих продуктов. На ранней стадии,
обсуждение размеров порций также является ключом к пониманию концепции того, что
порция углеводов.Углеводы измеряются в граммах и могут быть
указано в граммах или порциях. Одна порция углеводов равна 15 г
углевод.

Так как же выглядит углеводная порция?
В таблице 1 приведены некоторые образцы.

Таблица 1.

Образцы порций углеводов по 15 г

Инструменты, которые могут быть полезны пациентам по мере их знакомства с
подсчет углеводов включает мерные чашки и ложки, весы, продукты питания
этикетки на упаковке, книги для подсчета углеводов и книги по обмену продуктами питания.В таблице 2 показан типичный
план питания с подсчетом углеводов для людей, которые изучают систему и
пытается установить углеводный бюджет для еды и закусок.

Таблица 2.

Типичный план приема пищи с подсчетом углеводов

Рис. 1.

Пример панели «Факты о питании».

Использование панелей с информацией о пищевой ценности на этикетках упакованных пищевых продуктов может помочь
подсчет углеводов (рисунок
1). Педагоги могут вместе с пациентами просматривать образцы этикеток, чтобы научить их
информация, указанная в таблице
3.

Таблица 3.

Навыки подсчета углеводов, которым можно научить с помощью фактов о питании
Панели упакованных пищевых продуктов

Когда люди учатся расшифровывать панели с данными о питании, возникает вопрос
Всегда возникает вопрос, являются ли сахарные спирты углеводными или нет. Сахар
спирты — это ни сахар, ни спирт. В среднем они обеспечивают 2 ккал / г
и используются для замены сахара или жира и создания продуктов с низким содержанием калорий,
сахар и жир. Они, как правило, обладают слабительным побочным эффектом.Люди, которые
подсчет углеводов должен считаться углеводами только половину от общего количества
граммы сахарных спиртов, перечисленных на панели «Пищевая ценность».

Расширенный подсчет углеводов

Для людей, которые освоили базовый подсчет углеводов и хотят двигаться
переходят на более продвинутый уровень подсчета углеводов (например, если они планируют
для использования инсулиновой помпы или режима базис-болюсного инсулина), следующие навыки
рекомендуются:

  1. Понимание целевых уровней глюкозы в крови

  2. Способность применять все аспекты основного подсчета углеводов

  3. Понимание действия инсулина и базально-болюсного инсулина
    концепция

  4. Способность осуществлять управление схемами

  5. Готовность и способность вести соответствующие записи.

Дополнительные полезные навыки, включая умение рассчитывать болюсный инсулин.
доза с использованием отношения инсулина к углеводам, как рассчитать инсулин
фактор чувствительности для использования при коррекции или добавлении инсулина
дозы при слишком высоком или слишком низком уровне глюкозы перед едой и как
внести поправки на особые
ситуации. 5

Существуют различные подходы и методы для определения
соотношение инсулина к углеводам. Общее руководство, по крайней мере, для пациентов
с диабетом 1 типа заключается в том, что большинству людей требуется около половины дневной нормы
доза инсулина для базального (фонового) инсулина и половина для болюсных доз до
накрывать еду.При диабете 2 типа базальная и болюсная потребности могут варьироваться.
существенно от человека к человеку. Болюсные дозы инсулина можно рассчитать
от отношения инсулина к углеводам на основе общего количества граммов
углевод или общее количество 15 г углеводов, которые необходимо
потребляется. 5 Таблица 4 объясняет, как
определить соотношение инсулина и углеводов и некоторые соображения, которые следует учитывать
помните об этом соотношении.

Таблица 4.

Определение соотношения инсулина и углеводов

Проблемы и преимущества

Подсчет углеводов не является автоматическим решением проблемы веса
управление или поддержание баланса здорового питания
выбор. 3 Это не
идеальная система любыми способами, и у нее есть свой набор проблем и
обеспокоенность.

Большинству людей не нравится взвешивать и измерять продукты, а также дополнительная работа.
ведения записей о приеме пищи на начальном этапе и на постоянной основе может быть
обременительный. Измерение уровня глюкозы в крови до и после еды также может быть
сложно, но необходимо точно определить подходящую дозу
лечение (обычно инсулин), необходимое для возврата глюкозы к нормальному уровню.

Повышенная гибкость в отношении типов и сроков приема пищи,
Подсчет углеводов также может затруднить контроль веса.Пациенты могут быть склонны к большей свободе в еде, учитывая
большую гибкость, которую этот подход управления обеспечивает при контроле крови
глюкоза. Это вопрос, который следует обсудить с пациентами, прежде чем они
начните использовать метод подсчета углеводов.

Пациентам также необходимо сообщить, что еда с высоким содержанием жиров может вызвать задержку
опорожнение желудка и, следовательно, всасывание пищи. Таким образом, пациенты, едящие
продукты с высоким содержанием жиров могут потребовать корректировки болюсного количества инсулина или
время приема инсулина во время еды, чтобы избежать ранней постпрандиальной гипогликемии
и позже гипергликемия.Точно так же пищевые волокна обычно не перевариваются. Так
пациенты должны быть обучены тому, что если пища содержит ≥ 5 г клетчатки на
порции, общее количество клетчатки должно быть вычтено из общего количества
углеводов до расчета дозы инсулина. Отдельные пациенты также могут
замечают их собственные уникальные реакции на определенные углеводные продукты и могут нуждаться в
для корректировки болюсных доз
соответственно. 5

Тем не менее, подсчет углеводов дает несколько сильных преимуществ. это
сфокусирован на одном питательном элементе, обеспечивает более точный метод подбора пищи и
инсулин во время еды, позволяет гибко выбирать пищу, создает потенциал для
улучшенный контроль уровня глюкозы в крови и расширяет возможности пациентов.Понимание
необходимость корректировать инсулин для больших или меньших приемов пищи, зная свои собственные предварительные
и целевые уровни глюкозы в крови после еды, используя навыки управления привычками, и
Расчет доз болюсного и базального инсулина может помочь людям с диабетом
успешно использовать это планирование еды
система. 5

Сноски

  • Кармин Д. Кулкарни, MS, RD, BC-ADM, CDE, является координатором
    Центр диабета при больнице Святого Марка в Солт-Лейк-Сити, штат Юта.

  • Американская диабетическая ассоциация

Список литературы

  1. Daly A, Bolderman
    К., Франц М., Кулкарни К.: Подсчет основных углеводов.Александрия, Вирджиния, и Чикаго, Американская диабетическая ассоциация и американская
    Диетическая ассоциация, 2003 г.

  2. Дейли А., Болдерман
    К., Франц М., Кулкарни К.: Углеводы повышенного качества
    Подсчет. Александрия, Вирджиния, и Чикаго, Американский диабет
    Ассоциация и Американская диетическая ассоциация, 2003

  3. Gillespie SJ,
    Кулкарни К.Д., Дейли А.Е.: Использование подсчета углеводов в клинической практике диабета.
    упражняться. J Am Diet Assoc 98: 897
    -905, 1998

  4. Дейли А., Гиллеспи
    С, Кулкарни К.Подсчет углеводов: виньетки из окопов.
    Спектр диабета 9: 114
    -117, 1996

  5. Kulkarni K:
    Подсчет углеводов при помповой терапии: соотношение инсулина к углеводам. В
    Основная учебная программа по диабету. Управление диабетом
    Терапии. 5-е изд. Чикаго, Американская ассоциация диабета
    Педагоги, 2003.

Углеводы в рационе: роль качества и количества в хронических заболеваниях

  1. Дэвид С. Людвиг, профессор1 2 3,
  2. Франк Б. Ху, профессор3 4,
  3. Люк Таппи, профессор5,
  4. Дженни Бранд-Миллер, профессор6
  1. 1 Центр профилактики ожирения New Balance Foundation, Бостонская детская больница, Бостон, Массачусетс, США
  2. 2 Департамент педиатрии, Гарвардская медицинская школа, Бостон, Массачусетс, США
  3. 3 Департамент питания, Гарвардская школа общественного здравоохранения TH Chan, Бостон, США
  4. 4 Channing Division of Network Medicine, Brigham and Women’s Hospital, Гарвардская медицинская школа, Бостон
  5. 5 Кафедра физиологии, Лозаннский университет, Лозанна, Швейцария.
  6. 6 Центр Чарльза Перкинса, Школа наук о жизни и окружающей среде, Сиднейский университет, Сидней, Австралия
  1. Для корреспонденции: D Ludwig david.ludwig {at} childrens.harvard.edu

Дэвид С. Людвиг и его коллеги исследуют связь между различными типами углеводов и здоровьем.

Углеводы — единственный макроэлемент, минимальные требования к которому отсутствуют. Хотя многие группы населения преуспевали, используя углеводы в качестве основного источника энергии, другие делали это с небольшим количеством углеводосодержащих продуктов, если вообще использовали их в течение большей части года (например, традиционные диеты инуитов, лапландцев и некоторых коренных американцев).12 Если углеводы не нужны для выживания, возникают вопросы о количестве и типе этого макроэлемента, необходимого для оптимального здоровья, долголетия и устойчивости. Этот обзор посвящен этим текущим противоречиям, уделяя особое внимание ожирению, диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, раку и ранней смерти.

Роль потребления углеводов в развитии человека

Большой мозг современного человека требует больших затрат энергии и требует непропорциональной доли пищевой энергии по сравнению с другими приматами.Первые сообщества охотников и собирателей характеризовались большим потреблением не только животной пищи, но и растительной пищи с более высоким содержанием углеводов, чем листья, включая спелые фрукты, мед и, в конечном итоге, приготовленные крахмалистые продукты.34 Более высокая плотность питательных веществ и энергии в этой диете позволяла для развития желудочно-кишечного тракта меньшего размера, компенсируя энергетические потребности мозга.5

В результате селективного давления, связанного с диетическими изменениями, произошли две основные генные адаптации, влияющие на переваривание углеводов: среднее число копий гена амилазы слюны (AMY1) увеличилось больше чем в три раза, при значительных различиях между популяциями, связанными с потреблением крахмала6; и сохранение лактазы в зрелом возрасте, развившееся в нескольких географически различных популяциях, облегчая переваривание молочного сахара лактозы.7 После нашего перехода к аграрному образу жизни в период неолита, начавшийся 12000-14000 лет назад, общее потребление углеводов существенно увеличилось, поскольку зерновые стали основным продуктом питания, но археологические данные показывают, что также возникли проблемы, связанные с питанием, включая эндемический дефицит питательных веществ, уменьшение среднего роста и кариес зубов. 8910

Связь между типами углеводов и последствиями для здоровья

Углеводы формально определяются как содержащие углерод, водород и кислород в соотношении 1: 2: 1.На практике пищевые углеводы включают соединения, которые могут перевариваться или метаболически превращаться непосредственно в глюкозу, или которые подвергаются окислению до пирувата, включая некоторые сахарные спирты (например, сорбитол). Используются несколько систем классификации углеводов, которые в разной степени влияют на состояние здоровья.

Длина цепи

Углеводы можно разделить по степени полимеризации на моносахариды (мономеры), дисахариды, олигосахариды и полисахариды (крахмал).Обычно считается, что длина углеводного полимера определяет скорость переваривания и всасывания и, следовательно, повышение уровня глюкозы в крови после еды. Таким образом, людям с диабетом рекомендовалось избегать употребления сахара и уделять особое внимание крахмалистым продуктам.11 Однако исследование, начатое 50 лет назад, не показало значимой связи между длиной углеводной цепи и постпрандиальной гликемией или инсулинемией.1213 Современные крахмалистые продукты, такие как хлеб, картофель и рис, повышают уровень крови. глюкозы и инсулина значительно больше, чем в некоторых продуктах с высоким содержанием сахара (например, цельных фруктах).14 Напротив, некоторые традиционно потребляемые крахмалы (бобовые, цельнозерновые, макаронные изделия, хлеб на закваске длительного брожения) выделяют глюкозу медленнее, потому что крахмал защищен от переваривания пищевой матрицей (желатинизированной) или из-за того, что присутствие органических кислот замедляет опорожнение желудка. .

Гликемический индекс и гликемическая нагрузка

Хотя углеводы являются единственными составляющими пищи, которые напрямую повышают уровень глюкозы в крови (главный детерминант секреции инсулина), популяционные исследования показывают, что общее количество углеводов в процентах от пищевой энергии менее важно, чем углеводный тип для риска хронических заболеваний.Рафинированное зерно, картофель и сахаросодержащие напитки связаны с повышенным риском, 15 тогда как минимально обработанные зерна, бобовые и цельные фрукты связаны с пониженным риском.16 Это различие можно частично объяснить различиями в том, как определенные углеводы влияют на постпрандиальную гипергликемию и гиперинсулинему. , которые причинно связаны с развитием диабета 2 типа, ишемической болезни сердца и, возможно, ожирения.17

Были введены два эмпирических показателя для ранжирования продуктов питания по их влиянию на уровень глюкозы в крови: гликемический индекс (GI) и гликемическая нагрузка (GL). ) (таблица 1 ) .GI сравнивает продукты на основе стандартизированного количества доступных углеводов. Гликемическая нагрузка (ГИ, умноженная на количество углеводов в типичной порции) позволяет сравнивать гликемический эффект продуктов, блюд и всего рациона как реально потребляемые, и было показано, что это лучший предиктор гликемического ответа, чем количества углеводов, белков и жиров в пище.18 Проспективные обсервационные исследования показали, что более высокий скорректированный по энергии GI или общий GL является независимым фактором риска диабета 2 типа у мужчин и женщин19; сердечно-сосудистые заболевания и смертность, включая инсульт, у женщин202122; и определенные типы рака у обоих полов, 2324 хотя некоторые ставят под сомнение силу и последовательность этих результатов.25

Таблица 1

Содержание углеводов и гликемический индекс типичных пищевых продуктов

Клетчатка и резистентный крахмал

Клетчатка или некрахмальный полисахарид — это растительный углевод, который не усваивается ферментами человека. Волокно и резистентный крахмал в той или иной степени обеспечивают субстрат для микробной ферментации толстой кишки, приводя к образованию короткоцепочечных жирных кислот, которые обеспечивают прямой источник энергии для эпителия толстой кишки и влияют на чувствительность печени к инсулину26. не вязкие) и нерастворимые, свойства, влияющие на всасывание в желудочно-кишечном тракте и метаболические эффекты.Вязкие волокна, такие как растительные камеди и полученные из фруктов, бобовых и псиллиума, замедляют пищеварение и снижают постпрандиальную гликемию и абсорбцию холестерина, тогда как нерастворимые волокна (например, из пшеничных отрубей) имеют ограниченное метаболическое действие.

Добавленный и свободный сахар

Добавленные сахара — это сахара, которые добавляются в пищевые продукты во время обработки, производства или приготовления пищи. Новый термин «свободный сахар» также включает сахара, естественно присутствующие в несладких фруктовых соках: в остальном эти два термина взаимозаменяемы.Согласно этому определению, только лактоза, естественно присутствующая в молочных продуктах, и сахара, содержащиеся в клеточной структуре пищевых продуктов (например, цельные фрукты), будут исключены.27

Большинство органов здравоохранения согласны с тем, что чрезмерное потребление добавленных сахаров, и особенно сахаросодержащих напитков, имеет способствовали эпидемии ожирения27. В более качественных проспективных обсервационных исследованиях изменения в потреблении сладких напитков напрямую связаны с изменениями в потреблении энергии28 и массе тела.29 Кроме того, два крупных рандомизированных контролируемых исследования показали, что отказ от сладких напитков снизил массу тела у подростков в возрасте одного года30 и среди детей младшего возраста в возрасте 18 месяцев.31 В метаанализах исследований у взрослых, потребляющих неограниченную диету, снижается потребление добавленных сахаров. при умеренном снижении массы тела, в то время как более высокое потребление связано с сопоставимым приростом. Однако изокалорийное замещение сахаров другими углеводами не повлияло на массу тела.32

Потенциальные механизмы, связывающие сахар с увеличением веса, остаются предметом дискуссий.Несколько исследователей подчеркнули потенциальную роль фруктозы. 33343536373839 Фруктоза метаболизируется главным образом в кишечнике и печени и в определенных экспериментальных условиях может стимулировать de novo липогенез, воспаление и резистентность к инсулину. Однако актуальность этих результатов для типичных моделей потребления была поставлена ​​под сомнение.4041 Более того, высокое потребление фруктов с относительно высоким содержанием фруктозы связано с хорошим метаболическим здоровьем, что позволяет предположить, что пищевой источник фруктозы также важен.42

Относительный вклад добавленного сахара по сравнению с другими углеводами в эпидемию ожирения остается неизвестным. Действительно, крахмалистые продукты с высоким содержанием GL (без фруктозы) вносят значительно больше калорий в типичную западную диету, чем добавленный сахар.43 В Австралии потребление добавленного сахара и сахаросодержащих напитков постепенно снижалось с 1990-х годов, даже как средний индекс массы тела у взрослых и людей. у детей резко возросло.44

Помимо массы тела, метаанализ рандомизированных исследований показывает, что более высокое потребление добавленных сахаров повышает уровень триглицеридов, общего холестерина, артериального давления и других факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний.38454647 Особое беспокойство вызывает неалкогольная жировая болезнь печени, состояние, связанное с ожирением, которое стало серьезной угрозой общественному здоровью. Снижение потребления фруктозы или сахара в нескольких клинических испытаниях привело к снижению внутрипеченочного жира.484950 Однако каждое из этих исследований имеет ограничения по дизайну, такие как отсутствие контрольной группы и затруднение из-за непреднамеренной потери веса. В шестимесячном испытании у людей, потребляющих сахаросодержащие напитки, был более высокий уровень печени и эктопического жира, чем у тех, кто употреблял напитки без добавления сахара, хотя масса тела не различалась в зависимости от группы диеты.47

Основываясь на выводах о том, что «увеличение или уменьшение свободного сахара связано с параллельными изменениями массы тела… независимо от уровня потребления свободных сахаров», в рекомендациях ВОЗ 2015 г. рекомендовалось, чтобы потребление свободных сахаров составляло менее 10%. потребляемой энергии как для взрослых, так и для детей, с потенциальной дополнительной пользой ниже 5% 27. Научный консультативный комитет по питанию в Великобритании рекомендовал верхний предел 5%, отметив потенциальную пользу на этом более низком уровне для здоровья зубов и общего потребления энергии.51 (Современные крахмалистые продукты также могут способствовать переносимости зубов. 52) Диетические рекомендации для американцев на 2015-2020 годы рекомендуют ограничение на добавленный сахар в размере 10% от общей энергии53. Согласно широким классификационным системам, продукты, содержащие углеводы, могут влиять на здоровье по-разному. Цельные растительные продукты содержат множество соединений с очевидным полезным (витамины, минералы, антиоксидантные и противовоспалительные фитохимические вещества) или, возможно, неблагоприятным54 (лектины, фитаты) действием.В конечном итоге диету следует рассматривать комплексно, при этом изменения в потреблении одной категории продуктов питания влияют на другие. Характер этих обменов будет определять очевидную полезность конкретных продуктов в популяционных исследованиях. Признавая эту проблему, было предложено несколько показателей качества углеводов (на основе ГИ, клетчатки, цельного: общего потребления зерна и других факторов) и общего качества диеты.

Как продукты, содержащие углеводы, влияют на здоровье?

Зерна

Зерна — семена злаковых трав и аналогичных семейств растений — являются основными продуктами питания и основным источником пищевых углеводов во всем мире.Минимально обработанные цельные зерна сохраняют все три компонента семян. Очищенные зерна обрабатываются для удаления богатых белком и жиром зародышей и богатых клетчаткой отрубей, оставляя только крахмалистый эндосперм. Мета-анализ рандомизированных клинических испытаний показывает, что по сравнению с диетами без них цельнозерновые продукты вызывают небольшое, но значительное снижение холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), общего холестерина и процентного содержания жира в организме; они также улучшают постпрандиальный уровень глюкозы и гомеостаз глюкозы.555657

Проспективные когортные исследования также показали значительную обратную связь между потреблением цельного зерна и заболеваемостью диабетом 2 типа, ишемической болезнью сердца, ишемическим инсультом, общим сердечно-сосудистым заболеванием и некоторыми видами рака, а также риском смерти от всех причин. , большее потребление рафинированного зерна, особенно из белого риса, связано с повышенным риском развития диабета 2 типа. 5963 Целое ядро ​​или крупно размолотые зерна, как правило, имеют более низкий ГИ, чем рафинированные зерна, и содержат большее количество клетчатки и фитохимических веществ с потенциальными противовоспалительными свойствами. и антиоксидантные свойства.

Однако относительная польза для здоровья цельнозерновых и цельнозерновых продуктов по сравнению с другими категориями цельных продуктов с более низким содержанием углеводов (например, орехами, семенами, бобовыми, авокадо, оливками) изучена недостаточно. Кроме того, большинство цельных зерен в обработанных пищевых продуктах не содержат неповрежденных цельнозерновых зерен, а были измельчены до муки с мелкими частицами (таким образом, с более высоким ГИ) с различным количеством повторно включенных отрубей и зародышей. Следовательно, пищевые продукты, помеченные как цельнозерновые, могут не иметь такой же пользы для здоровья, как неповрежденные или минимально обработанные цельные зерна (ягоды пшеницы, стальной овес, киноа), а некоторые цельнозерновые продукты содержат большое количество добавленного сахара.

Картофель

Картофель, основной овощной продукт в большинстве стран, является еще одним важным источником пищевых углеводов. Хотя в картофеле есть некоторые питательные вещества (такие как витамин С, калий и клетчатка), он содержит преимущественно крахмал с высоким ГИ, который обычно едят.14 В трех группах мужчин и женщин в США повышенное потребление картофеля было связано с большим набором веса64 и более высокий риск диабета 2 типа, даже после корректировки индекса массы тела и других факторов риска диабета.65 В тех же группах более высокое потребление печеного, вареного или пюре и картофеля фри было независимо связано с повышенным риском развития гипертонии.66 Таким образом, влияние картофеля на здоровье больше похоже на воздействие рафинированного зерна, чем у других овощей. .

Бобовые

Бобовые, такие как фасоль, горох и чечевица, например цельнозерновые, улучшают качество питания и результаты для здоровья, если они включены в типичный рацион. Бобовые содержат углеводы с низким ГИ и относительно большое количество белка, клетчатки и других питательных веществ.1467 Метаанализ рандомизированных клинических испытаний выявил значительное снижение общего холестерина и холестерина ЛПНП при диетических вмешательствах, не содержащих соевые бобовые, по сравнению с контрольными диетами.68 Другой метаанализ показал снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний на 10% по сравнению с самым высоким и самым низким категории потребления.69 У населения Коста-Рики увеличение соотношения бобов и белого риса было связано с более низкими кардиометаболическими факторами риска, включая липиды крови и артериальное давление.70

Фрукты

Целые фрукты с высоким содержанием клетчатки, витаминов и минералов , и фитохимические вещества и обычно имеют GL от умеренного до низкого.14 Согласно проспективным когортным исследованиям, регулярное потребление фруктов связано с более низким риском диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний, рака и общей смертности. риск диабета, тогда как большее потребление фруктовых соков связано с более высоким риском в трех когортах США.74 По сравнению с цельными фруктами, фруктовые соки, как правило, содержат меньше клетчатки, меньше микроэлементов и более высокий ГИ75, и по этим причинам классифицируются цельные фрукты. фрукты и соки вместе в диетических рекомендациях вызывает споры.

Каковы метаболические эффекты углеводов у населения?

Жители мест с очень долгой жизнью традиционно придерживались высокоуглеводной диеты, хотя связанные с этим факторы здорового образа жизни могут затруднять причинную интерпретацию.76 Напротив, исследование PURE, проведенное в 18 странах, показало, что более высокое потребление углеводов было связано с повышенной смертностью, но здесь также возможно смешение (например, многие люди в странах с низким уровнем дохода питаются преимущественно крахмалистыми продуктами, такими как белый рис).7778 В долгосрочных больших когортах, изучаемых в США, общее потребление углеводов также связано с более высокой смертностью, хотя тип диетического жира значительно снижает риск.79 Аналогичным образом, замена насыщенных жиров углеводами с низким ГИ связана с более низким риском инфаркта миокарда. , в то время как замена углеводов с высоким ГИ связана с более высоким риском. 80

Клинические испытания показали, что диеты с низким содержанием углеводов приводят к большей потере веса, чем диеты с низким содержанием жиров, в краткосрочной перспективе, но эта разница со временем уменьшается из-за плохого долгосрочного соблюдения.8182838485 Недавнее исследование DIETFITs сообщило о незначительном преимуществе здоровой диеты с низким содержанием углеводов по сравнению со здоровой диетой с низким содержанием жиров, но обеим группам было рекомендовано ограничить потребление сахара, рафинированного зерна и обработанных пищевых продуктов в целом.86 Таким образом, данные свидетельствуют о том, что тип углеводов может имеют большее влияние на результаты для здоровья, чем общая сумма для населения в целом. Однако определенные группы могут по-разному реагировать на количество и качество углеводов.

Инсулинорезистентность, метаболический синдром и диабет

Метаболический синдром (характеризующийся центральным ожирением, гипертонией, дислипидемией, гипергликемией и хроническим воспалением) вносит важный вклад в риск диабета и сердечно-сосудистых заболеваний во всем мире.Основная причина этого синдрома — инсулинорезистентность и связанное с этим повышение уровня циркулирующего инсулина. Поскольку инсулинорезистентность отражает снижение способности стимулировать усвоение глюкозы органами-мишенями, некоторые исследователи предложили диету с пониженным содержанием углеводов как часть лечения.87 Наблюдательные и экспериментальные данные предполагают, что люди с низким уровнем физической активности или ожирением (основные факторы инсулинорезистентности) ) могут быть особенно чувствительны к неблагоприятным метаболическим эффектам диет с высоким содержанием сахара или GL8889, что, возможно, объясняет, как азиатские фермерские сообщества могут поддерживать низкий уровень ожирения и сердечно-сосудистых заболеваний, используя диеты на основе белого риса.

Людям с диабетом может быть особенно полезно сокращение потребления продуктов, повышающих уровень глюкозы в крови после приема пищи. Предварительные данные свидетельствуют об улучшении гликемического контроля, снижении уровня триглицеридов и других метаболических преимуществах от низкоуглеводных диет или диет с низким ГИ при сахарном диабете 190 и 2 типа 91, хотя долгосрочные данные об эффективности и безопасности отсутствуют.

Ранняя секреция инсулина

Ранняя секреция инсулина отражает тенденцию β-клеток поджелудочной железы к быстрому высвобождению инсулина после приема углеводов.Этот клинический показатель, отличный от инсулинорезистентности, можно оценить как концентрацию инсулина в крови через 30 минут стандартного перорального теста на толерантность к глюкозе (инсулин 30) .92 Согласно углеводно-инсулиновой модели ожирения, люди с высокой секрецией инсулина будут особенно подвержены увеличению веса на диете с высоким содержанием ГК, гипотеза, подтвержденная лабораторными, наблюдательными и клиническими исследованиями. 939495 Высокое действие инсулина в жировой ткани может иметь анаболический эффект, который способствует отложению жира, что приводит к усилению голода и снижению расхода энергии.Недавнее менделевское рандомизированное исследование показало, что результаты генетически детерминированного инсулина 30 сильно предсказывают индекс массы тела.96 Однако ни инсулин 30, ни генетический риск не изменили реакцию на диету в DIETFITS, хотя GL был заметно низким в обеих диетических группах этого исследования. 86

Амилаза слюны

Число диплоидных копий гена амилазы слюны (AMY1) широко варьируется, влияя на концентрацию белка амилазы в слюне. Люди с более высоким числом копий имеют более высокую постпрандиальную гликемию после употребления крахмалистых (но не сладких) продуктов.97 Высокое количество копий AMY1 могло обеспечить преимущество в выживаемости, но его отношение к ожирению и метаболическим заболеваниям сегодня остается неясным.9899100 В недавнем исследовании сообщалось о взаимодействии между диетой и генами, так что самый низкий индекс массы тела наблюдался среди людей с высоким потреблением крахмала и низкое количество копий AMY1 (что отражает низкую генетическую способность переваривать крахмал) .99

Выводы

Хотя человеческие популяции процветали на диетах с широко варьирующимся соотношением макроэлементов, недавний приток быстро усваиваемых углеводов с высоким ГИ в развитых странах способствовал эпидемии ожирения и кардиометаболических заболеваний.Более того, традиционные диеты на основе крахмала в некоторых развивающихся странах, вероятно, способствовали повышению риска хронических заболеваний, со снижением физической активности и более высоким индексом массы тела, связанным с быстрой урбанизацией.

Однако качество углеводов, по-видимому, играет более важную роль в здоровье населения, чем количество углеводов. Можно привести веские доводы в пользу того, что потребление зерна с высоким ГЛ, картофельных продуктов и добавленных сахаров (особенно в напитках) причинно связано с ожирением, диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями и некоторыми видами рака; тогда как некрахмалистые овощи, цельные фрукты, бобовые и цельнозерновые зерна выглядят защитными.Тем не менее, метаболические эффекты общих углеводов и углеводов с высоким ГИ могут различаться у разных людей в зависимости от степени инсулинорезистентности, непереносимости глюкозы или других наследственных или приобретенных биологических предрасположенностей.

Несмотря на много новых знаний о метаболических эффектах углеводов и области широкого консенсуса, многие споры остаются. Большинство долгосрочных данных получают из наблюдательных исследований, на которые могут повлиять смешивающие и другие методологические проблемы. Большинство рандомизированных контролируемых исследований короткие, основаны на косвенных показателях, в них отсутствуют слепые исследования, не контролируется интенсивность лечения между диетическими группами и наблюдается ограниченное соблюдение режима лечения.Дополнительные соответствующие соображения в исследованиях эффективности включают поведенческие и экологические факторы (например, наличие и доступность продуктов питания), влияющие на соблюдение требований. Разрешение этих противоречий (кратко изложено во вставке 1) потребует механистически ориентированных исследований кормления и долгосрочных клинических испытаний, проспективных наблюдательных исследований и изучения экономических и экологических воздействий.

Вставка 1

Споры об углеводах

  • Может ли сокращение общего потребления углеводов (в настоящее время обычно 45-65% от общей энергии) помочь контролировать массу тела у населения в целом и у восприимчивых подгрупп?

  • Какова роль низкоуглеводной диеты в профилактике и лечении метаболического синдрома и диабета 2 типа, а также в управлении диабетом 1 типа?

  • Обеспечивает ли кетоз, вызванный серьезным ограничением углеводов, какие-либо уникальные метаболические преимущества, и если да, то в каких клинических условиях эта диета была бы рекомендована?

  • До какого уровня следует ограничивать добавленные (или свободные) сахара для оптимального здоровья человека и населения в целом?

  • Принесет ли замена фруктозы в добавленных сахаров подсластители на основе глюкозы метаболическую пользу или вред?

  • Принесет ли замена свободных сахаров плохо усваиваемыми сахарами, сахарными спиртами или искусственными подсластителями пользу или вред для здоровья (например, неожиданное воздействие на микробиом)?

  • Принесет ли повышенное потребление резистентного крахмала пользу для здоровья?

  • Какое влияние на здоровье оказывает замена цельного зерна другими цельнозерновыми продуктами с высоким содержанием углеводов (фрукты, бобовые) или с высоким содержанием жира (орехи, семена, авокадо)?

  • Каковы долгосрочные эффекты различных типов углеводов на популяционный риск рака, нейродегенеративных заболеваний и когнитивных функций?

  • Какие продукты на основе углеводов обеспечат оптимальное сочетание преимуществ для здоровья, экологической устойчивости, стоимости и приемлемости для общества?

ВОЗВРАТ К ТЕКСТУ

Ключевые сообщения

  • Человеческое население процветало на диетах с сильно различающимся содержанием углеводов

  • Качество углеводов имеет большое влияние на риск многочисленных хронических заболеваний

  • Замена переработанных углеводов необработанными или здоровые жиры могут принести большую пользу общественному здравоохранению

  • Польза от замены фруктозосодержащих сахаров другими обработанными углеводами неясна

  • Людям с тяжелой инсулинорезистентностью или диабетом может помочь сокращение общего потребления углеводов

Сноски

  • Соавторы и источники: Все авторы внесли свой вклад в первый черновик рукописи и представили критические исправления.DSL является гарантом. Мы благодарим Фиону Аткинсон за помощь в разработке таблицы 1.

  • Конкурирующие интересы: мы прочитали и поняли политику BMJ в отношении декларирования интересов и заявляем следующие интересы: DSL получила исследовательские гранты (для Бостонской детской больницы) от национальных институтов из Инициативы по науке о здоровье и питании, Фонда Лауры и Джона Арнольдов и других благотворительных организаций, не связанных с пищевой промышленностью; и получил гонорары за книги по ожирению и питанию, рекомендующие диету с низким гликемическим индексом.FBH получил исследовательскую поддержку от Комиссии по ореху Калифорнии и плату за лекции от Metagenics. LT получил гранты (для Университета Лозанны) от Швейцарского национального научного фонда от Швейцарского федерального бюро спорта и исследовательскую поддержку от Sorematec Italy (для Hôpital Intercantonal de la Broye) для клинических испытаний, связанных с физической активностью в лечении пациентов. при метаболическом синдроме; и получил гонорары от Gatorade Sport Science Institute, Soremartec Italy и Nestlé SA.JBM получил исследовательские гранты от Австралийского национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям, Европейского союза, Фонда гликемического индекса; и получил гонорары за книги по питанию, рекомендующие диету с низким гликемическим индексом. Она курирует службу тестирования гликемического индекса в Сиднейском университете и является президентом и неисполнительным директором Фонда гликемического индекса.

  • Провенанс и экспертная оценка: Введен в эксплуатацию; внешняя экспертная оценка.

  • Эта статья является одной из серии, заказанной BMJ .Плата за открытый доступ к серии финансировалась Swiss Re, которая не участвовала в вводе в эксплуатацию или экспертной оценке статей. BMJ благодарит консультантов серии Ниту Форухи и Дариуша Мозаффариан за ценные советы и рекомендации по выбору тем в серии.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с некоммерческой лицензией Creative Commons Attribution (CC BY-NC 4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *