Углеводы: функции веществ в организме

Функции углеводов в организме

Углеводы, как и другие макронутриенты (жиры и белки), не ограничиваются выполнением какой-то одной функции в организме человека. Помимо того, что обеспечение энергией основная функциональная роль углеводов, они так же необходимы для нормальной деятельности сердца, печени, мышц и центральной нервной системы. Являются важной составляющей в регуляции обмена белков и жиров.

Основные биологические функции углеводов, для чего они необходимы в организме

1. Энергетическая функция.
   Главная функция углеводов в организме человека. Являются основным энергетическим источником для всех видов работ, происходящих в клетках. При расщеплении углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50 – 60 % суточного энергопотребления организма и все энергетические расходы мозга (мозг поглощает около 70% глюкозы, выделяемой печенью). При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасенные углеводы в виде гликогена.
2. Пластическая (строительная) функция.
   Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АДФ, АТФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются структурными компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и др.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.
3. Запасающая функция.
   Углеводы запасаются (накапливаются) в скелетных мышцах (до 2%), печени и других тканях в виде гликогена. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10% гликогена, а при неблагоприятных условиях его содержание может снижаться до 0,2% массы печени.
4. Защитная функция.
   Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.
5. Регуляторная функция.
   Входят в состав мембранных рецепторов гликопротеидов. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови. Клетчатка из пищи не расщепляется (переваривается) в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.

Далее приведены основные группы и виды углеводов.

Группы углеводов

• Простые (быстрые) углеводы
  Различают два вида сахаров: моносахариды и дисахариды. Моносахариды содержат одну сахарную группу, как, например, глюкоза, фруктоза или галактоза. Дисахариды образованы остатками двух моносахаридов и представлены, в частности, сахарозой (обычный столовый сахар) и лактозой. Быстро повышают содержание сахара в крови и обладают высоким гликемическим индексом.
• Сложные (медленные) углеводы
  Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие три и более молекул простых углеводов. К данному виду углеводов относятся, в частности, декстрины, крахмалы, гликогены и целлюлозы. Источниками полисахаридов являются крупы, бобовые, картофель и другие овощи. Постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс.
• Неусваиваемые (волокнистые)
  Клетчатка (пищевые волокна), не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Следует заметить, что клетчатка замедляет усвоение углеводов, белков и жиров (может быть полезным при похудении). Является источником питания для полезных бактерий кишечника (микробиом)

Виды углеводов

Моносахариды

• Глюкоза
  Моносахарид, бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, содержится практически в каждой углеводной цепочке.
• Фруктоза
  Фруктовый сахар в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах, самый сладкий из сахаров.
• Галактоза
  Не встречается в свободной форме; в связанном с глюкозой виде он образует лактозу, молочный сахар.

Дисахариды

• Сахароза
  Дисахарид, состоящий из комбинации фруктозы и глюкозы, имеет высокую растворимость. Попадая в кишечник, распадается на данные компоненты, которые затем всасываются в кровь.
• Лактоза
  Молочный сахар, углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах.
• Мальтоза
  Солодовый сахар, легко усваивается организмом человека. Образуется в результате объединения двух молекул глюкозы. Мальтоза возникает в результате расщепления крахмалов в процессе пищеварения.

Полисахариды

• Крахмал
  Порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.
• Клетчатка
  Сложные углеводы, представляющие собой жесткие растительные структуры. Составная часть растительной пищи, которая не переваривается в организме человека, но играет огромную роль в его жизнедеятельности и пищеварении.
• Мальтодекстрин
  Порошок белого или кремового цвета, со сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде. Представляет собой промежуточный продукт ферментного расщепления растительного крахмала, в результате чего молекулы крахмала делятся на фрагменты – декстрины.
• Гликоген
  Полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод, нигде кроме организма не встречается. Гликоген, образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы в организме человека.

Основные углеводные источники для организма

Главными источниками углеводов из пищи являются: фрукты, ягоды и другие плоды, из приготовленных – хлеб, макароны, крупы, сладости. Картофель содержит углеводы в виде крахмала и пищевых волокон. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.

⚠ [ Все материалы носят ознакомительный характер. Отказ от ответственности krok8.com ]

Функции углеводов

Строение

Молекула углевода состоит из нескольких карбонильных (=С=O) и гидроксильных (-ОН) групп. В зависимости от строения различают три группы углеводов:

Моносахариды – простейшие сахара, состоящие всего из одной молекулы. Моносахариды включают несколько групп, различающихся количеством атомов углерода в молекуле – структурной единице. Моносахариды, содержащие три атома углерода, называются триозами, пять – пентозами, шесть – гексозами и так далее. Наиболее значимыми для живых организмов являются пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот, и гексозы, из которых состоят полисахариды. Пример гексозы – глюкоза.

Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:

• дисахариды – диозы;
• трисахариды – триозы;
• тетрасахариды – тетраозы;
• пентасахариды;
• гексасахариды и т.д.

Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).

В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:

• гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
• гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.

Рис. 2. Гомоолигосахариды и гетероолигосахариды.

Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:

Рис. 3. Полисахарид.

В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.

Формула углеводов – C_n(H₂O)_m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.

Функции

Основная функция углеводов в клетке – превращение в энергию. АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии – включает моносахарид рибозу. АТФ формируется в результате гликолиза – окисления и распада глюкозы на пируват (пировиноградную кислоту). Гликолиз проходит в несколько этапов. Углеводы полностью окисляются до углекислого газа и воды, при этом высвобождается энергия.

В таблице перечислены основные функции углеводов.

Функция

Описание

Полисахариды являются материалом для опорных структур. Благодаря целлюлозе, входящей в клеточную стенку, растения приобретают жёсткость. Хитин входит в состав клеток грибов и придаёт жёсткость экзоскелету членистоногих

Углеводы – главный источник энергии. При расщеплении грамма углеводов выделяется 17,6 кДж энергии

Образуют шипы и колючки растений

Запасаются в виде зёрен крахмала у растений и гранул гликогена у животных. При недостатке энергии крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы

Регулируют осмотическое давление

Входят в состав клеточных рецепторов

Некоторые углеводы образуют с липидами и белками сложные структуры – гликолипиды и гликопротеины. Они входят в состав клеточных мембран. Антитела, плазма крови, рецепторные белки – гликопротеины.

Что мы узнали?

Сахара – сложные органические соединения, необходимые всем живым организмам. Они состоят из одной или нескольких молекул, содержащих несколько карбонильных и гидроксильных групп. Углеводы выполняют важные биологические функции. Углеводы являются источником энергии, входят в состав клеточных стенок растений и грибов, составляют экзоскелет членистоногих. Они накапливаются в виде крахмала и гликогена, участвуют в передаче сигналов, регулируют осмотическое давление.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 102.

Не понравилось? – Напиши в комментариях, чего не хватает.

Содержание

1. Строение
2. Функции
3. Что мы узнали?

Бонус

Тест по теме

• Строение атома углерода
• Углеводы Функции углеводов
• Строение углеводов
• Предельные углеводороды
• Химические свойства алкенов
• Получение алкенов
• Гомологический ряд алканов
• Физические свойства алканов
• Применение алканов
• Получение алканов
• Номенклатура алканов
• Предельные углеводороды
• Природные источники углеводородов
• Ароматические углеводороды
• Гомологи бензола
• Переработка нефти
• Диеновые углеводороды
• Гетероциклические соединения
• Свойства метана
• Химические свойства алкадиенов
• Физические свойства алкадиенов
• Виды изомерии
• Изомерия алканов
• Межклассовая изомерия
• Предельные и непредельные углеводороды
• Бензол
• Гомологи бензола
• Изомерия алкенов
• Химические свойства карбоновых кислот

показать все

По многочисленным просьбам теперь можно: сохранять все свои результаты, получать баллы и участвовать в общем рейтинге.

1. 1. Алина Сайбель 853
2. 2. Игорь Проскуренко 581
3. 3. Анна Соколова 180
4. 4. Юлия Лобанова 170
5. 5. Кирилл Миленчук 122
6. 6. wafentragere100 Булочкин 117
7. 7. Карина Соколова 101
8. 8. Анастасия Леонова 91
9. 9. dim linch 86
10. 10. Надежда Емельянова 77

1. 1. Алина Сайбель 15,742
2. 2. Юлия Бронникова 15,035
3. 3. Мария Николаевна 15,005
4. 4. Ekaterina 14,961
5. 5. Кристина Волосочева 14,900
6. 6. Лариса Самодурова 14,660
7. 7. Liza 14,105
8. 8. Darth Vader 14,036
9. 9. TorkMen 13,466
10. 10. Влад Лубенков 12,800

Самые активные участники недели:

• 1. Виктория Нойманн – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
• 2. Bulat Sadykov – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
• 3. Дарья Волкова – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.

Три счастливчика, которые прошли хотя бы 1 тест:

• 1. Наталья Старостина – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
• 2. Николай З – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
• 3. Давид Мельников – подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.

Карты электронные(код), они будут отправлены в ближайшие дни сообщением Вконтакте или электронным письмом.

Биологическая роль углеводов в организме человека

Биологическая роль углеводов в первую очередь обусловлена тем, что при их поступлении в организм они преобразуются в глюкозу. В простонародье она называется «сахар в крови». Глюкоза дает организму необходимую для жизнедеятельности энергию. Особенность этой энергии в том, что организм быстро ее расходует.

Широкое разнообразие углеводов определяется различием в их молекулярном составе.

Углеводы: что это такое

Углеводы иначе называют глюциды, сахариды. Они представляют собой органические соединения, в состав молекул которых входят атомы углерода, кислорода и водорода. Большая часть веса всего органического вещества Земли представлена ими.

Роль углеводов в организме человека состоит в том, что, попадая в организм, они воздействуют на показатель гликемии, т.е. на количество содержащейся в крови глюкозы.

Глюкоза придает телу человека энергию. Она положительно сказывается на работе мозга.

В крови человека всегда содержится некоторая доля глюкозы. Она откладывается в виде гликогена в мышцах и печени.

Установлено, что наивысший показатель содержания сахара в крови (гипергликемия) достигается примерно через 30 минут после приема на голодный желудок любой углеводосодержащей пищи.

Функция в организме людей

Углеводы в организме человека выполняют следующие функции:

1. Энергетическая. Она является главной. При расщеплении глюцидов выделяется много энергии. 1 г углеводов, окислившись, дает 4,1 ккал энергии.
2. Структурная. Сахариды являются одним из материалов для построения стенок и оболочек клеток, других опорных конструкций.
3. Анаболическая. Высокомолекулярные соединения содержат в своем составе глюциды. Без них не обходится образование ДНК и РНК.
4. Запасающая. Продукт, синтезируемый из глюкозы (гликоген), накапливается в мышечной ткани и по мере необходимости высвобождает содержащуюся в нем энергию.
5. Поддержание осмотического (внутриклеточного) давления. Содержание глюкозы напрямую влияет на давление, создаваемое внутри клеток крови.
6. Рецепторная. Сахариды часто являются структурным элементом клеток, отвечающих за восприятие.

Роль и значение углеводов в организме человека

Значение углеводов состоит в том, что энергия, поступающая с ними в организм, необходима не только для хорошего самочувствия и прилива жизненных сил у человека. Она обеспечивает рост и деление клеток, а в некоторых случаях – правильный обмен веществ.

Важна роль углеводов, если нужен быстрый прилив сил, т.к. организм не тратит много ресурсов и времени на их переваривание, а энергию они отдают мгновенно.

К тому, чем полезны углеводы для организма, можно отнести и поддержание правильного Рh. Нарушение углеводного обмена приводит к истощению клеток.

Пытаясь восполнить недостаток питательных веществ, организм начинает расщеплять жиры, в результате чего выделяются такие элементы, как кетоны. Их избыток может повлиять на кислотно-щелочной баланс организма в сторону окисления.

Метаболизм углеводов

Глюциды составляют 75% суточного рациона. Они дают половину необходимых калорий. В результате переваривания углеводосодержащей пищи в организме вырабатывается множество органических соединений, из которых впоследствии синтезируются липиды, аминокислоты, нуклеотиды. Глюкорониды, которые тоже вырабатываются при потреблении сахаридов, помогают очищать организм от вредных веществ, попадающих из окружающей среды или вырабатываемых внутренними органами.

Глюциды могут не только попадать в организм с пищей, но и вырабатываться из аминокислот, глицерина, молочной кислоты. Поэтому их нельзя назвать незаменимыми. Но роль углеводов в питании настолько важна, что, если они не будут поступать извне, может развиться гипогликемия.

Углеводы и инсулин

В номе в 1 л крови содержится 1 г глюкозы. Если показатель падает ниже, то поджелудочная железа начинает вырабатывать гормон глюкагон, который увеличивает содержание сахара в крови. При потреблении на голодный желудок любого углеводосодержащего продукта количество глюкозы в крови возрастает до максимума через 30 минут после приема пищи. Такое состояние называют гипергликемией. На этом этапе начинается выработка поджелудочной железой инсулина. Он заставляет глюкозу накапливаться в печени и мышцах, снижая ее концентрацию в крови.

Польза углеводов для организма в том, что при гипогликемии они помогают быстро повысить содержание сахара в крови.

Норма потребления углеводов в сутки

Норма потребления глюцидов отличается для разных категорий людей в зависимости от возраста и образа жизни:

• дети младше 1 года – 13 г на 1 кг массы тела;
• мужчина во взрослом возрасте со средним уровнем физической активности младше 30 лет – 300-350 г в день, старше 30 – 250-300 г;
• женщина должна потреблять сахаридов на 30-50 г меньше, чем мужчина;
• при повышенной физической активности норма повышается на 40-50 г.

Есть продукты, богатые сахаридами, предпочтительно в первой половине дня, чтобы успеть израсходовать полученную энергию, поскольку установлено, в клетках какого органа человека откладываются углеводы, которые остались невостребованными, – в печени.

Чем опасны безуглеводные диеты

Влияние углеводов на организм человека столь важно, что их недостаток оказывает пагубное воздействие на различные органы и системы:

1. Со стороны органов пищеварения может развиться гастрит, язва, нарушение микрофлоры кишечника.
2. Увеличивается нагрузка на печень и почки.
3. Физически человек чувствует себя не лучшим образом. Он становится слабым, вялым, постоянно хочет спать, у него болит голова, нарушаются процессы пищеварения. Все это – следствие потери организмом необходимых ему минералов и витаминов.
4. Страдает мозг и нервная система. Замедляются мыслительные процессы. Проявляется раздражительность.

Чем опасны переизбыток или недостаток углеводов

Избыток углеводов может спровоцировать нарушение обмена веществ. Это, в свою очередь, вызывает следующие нарушения:

• медленное, затруднительное усвоение пищи;
• нарушается гормональный фон;
• повышение удельного веса жировой ткани в организме;
• поджелудочная железа уже не способна обеспечить организм нужным количеством инсулина, в результате чего развивается сахарный диабет.

Со стороны кровеносной системы появляется опасность тромбоза, поскольку увеличивается количество тромбоцитов. Возрастает вероятность инфаркта или инсульта, т.к. истончаются стенки сосудов. Все эти явления – следствие переизбытка углеводов.

Хронический недостаток глюцидов не менее опасен. Он сопровождается отложением жиров в печени, окислением организма.

Виды углеводов

Сахариды представляют собой многочисленную группу веществ, различных по молекулярному составу. Он и обуславливает большое разнообразие глюцидов.

В зависимости от сложности молекул глюциды классифицируются следующим образом:

Моносахариды

Моносахариды – углеводы, в состав которых входит только 1 вид молекул. Это такие вещества:

• глюкоза (содержится в меде и фруктах);
• фруктоза (тоже входит в состав меда и фруктов);
• галактоза (есть в составе молока).

Дисахариды

Дисахариды – углеводы, имеющие в составе 2 молекулы. В их число входят:

1. Сахароза (белый сахар, произведенный из сахарной свеклы или тростника). Она включает глюкозу и фруктозу.
2. Лактоза (состоит из глюкозы и галактозы), которая присутствует в молоке, выделяемом животными класса млекопитающие.
3. Мальтоза (включает 2 молекулы глюкозы), которая находится в пиве, кукурузе.

Олигосахариды

Олигосахариды – углеводы, содержащие от 2 до 10 молекул. Наряду с дисахаридами, наиболее распространенной их разновидностью являются трисахариды:

1. Раффиноза. В ее состав входят галактоза, глюкоза и фруктоза. Содержится в сахарной свекле и семенах хлопчатника.
2. Генцианоза – содержит 2 молекулы глюкозы и 1 фруктозы. Добывается из корневой части растений рода горечавки.

3 полисахариды

Полисахариды – углеводы с несколькими молекулами. К ним относят:

• гликоген (содержится в печенке);
• крахмал, содержащий множество молекул глюкозы.

Крахмал включает в себя:

• злаковые (пшеница, кукуруза, рисовая крупа);
• корнеплоды (картошка, земляная груша, кормовая свекла);
• зерновые и бобовые культуры (фасоль, чечевица, зеленый горох, турецкий горох, бобы, соя).

Группы углеводов. Расщепление углеводов в организме

По скорости переработки сахаридов организмом они подразделяются на 2 группы: простые (быстрые) и сложные (медленные).

Простые, или быстрые, углеводы

К быстрым, легкоусвояемым относят глюциды, состоящие из 1 или 2 молекул, например, глюкозу, сахарозу. Такие вещества быстро перерабатываются в организме, поскольку простой состав облегчает их усваивание.

Считается, что продукты, содержащие простые сахариды, плохо сказываются на стройности фигуры. Это происходит потому, что уровень глюкозы в крови быстро вырастает. Организм стремится нормализовать количество сахара. В результате он откладывается в виде жировых запасов.

Помимо пагубного влияния на фигуру, постоянные резкие скачки уровня глюкозы влияют на гормональный фон, заставляют работать поджелудочную железу в интенсивном режиме.

Сложные, или медленные, углеводы

Глюциды с количеством молекул 3 и больше называют сложными, или медленными. Считается, что организм дольше их перерабатывает, поскольку сначала происходит выделение из сложных цепочек молекул простых, а затем организм их усваивает. Потребление таких глюцидов более предпочтительно, чем быстрых. Они надолго обеспечивают чувство насыщения и способствуют хорошей работе желудочно-кишечного тракта. Сложные сахариды благотворно влияют на здоровье пищеварительной системы, т.к. в большинстве своем они содержатся в продуктах, богатых клетчаткой.

Основные источники углеводов

Главные источники углеводов – это овощи и фрукты

Для желающих избавиться от лишнего веса оптимальным источником глюцидов служат овощи и фрукты. Их преимущество в том, что, даже имея в составе достаточное количество сахаридов, они характеризуются низким гликемическим индексом. Это означает, что при их потреблении не происходит скачка глюкозы в крови до слишком высокого уровня. А чем меньше сахара в крови, тем меньшие его запасы отложит организм в виде жира.

Гликемический индекс свежих фруктов составляет в среднем 30, зеленых овощей и томатов – менее 15. Для сравнения тот же показатель для белого хлеба – 95, картофельного пюре – 90.

Чем выше гликемический индекс продукта, тем большее повышение уровня глюкозы в крови он вызывает при потреблении.

В каких продуктах содержатся простые углеводы

Простые углеводы содержатся в следующих часто употребляемых продуктах:

В каких продуктах содержатся сложные углеводы

К основным продуктам, содержащим сложные глюциды, относятся:

Углеводы – неотъемлемая часть правильного, сбалансированного питания. Их полное исключение из рациона неприемлемо. Но потребление правильных углеводосодержащих продуктов поможет обрести стройность и здоровье.

Углеводы: функции веществ в организме

Исключая богатую углеводами пищу из своего меню, многие совершают ошибку. Особенно часто так происходит с теми, кто желает удержать либо несколько уменьшить массу своего тела. Но на самом деле эти органические соединения выполняют особые функции в организме человека. С их помощью приходят в норму обменные процессы. Работая вместе с белками, углеводы способствуют образованию ферментов и принимают участие в процессе слюноотделения. Данные вещества важны практически для всех живых организмов. И если обычному человеку в сутки необходимо в среднем 420 г., то для лиц, ведущих активный образ жизни, количество углеводов в рационе должно быть несколько большим.

Простые углеводы

Употребляя определённую пищу, мы снабжаем организм простыми и сложными углеводами, и все они выполняют свою функцию.

Первая группа – простые углеводы:

Для человека глюкоза важна и незаменима. Её основная задача заключается в нормализации работы каждой клеточки нашего мозга. Благодаря этому веществу данный орган получает энергию, вследствие чего улучшается память. Источниками глюкозы являются многие ягоды и фрукты, употреблять которые желательно в свежем виде.

Фруктоза – это особое вещество. Оно легко усваивается без участия инсулина. По этой причине продукты, содержащие фруктозу, могут присутствовать в меню людей, у которых был диагностирован сахарный диабет.

Сахарозу мы получаем из обычного сахарного песка и различных сладостей, в которых тот присутствует. В процессе расщепления данного углевода в организм человека поступают глюкоза и фруктоза.

Мальтоза являет собою промежуточный продукт, который получается в результате преобразования крахмала. Её источниками могут стать солод, пчелиный мёд. В процессе пищеварения мальтоза превращается в глюкозу.

Сложные углеводы

В эту группу входят:

Употребляя различные хлебобулочные изделия, картофель, крупы и бобовые, мы снабжаем организм крахмалом. На его переваривание нашему желудочно-кишечному тракту необходим определённый промежуток времени, усваивается он довольно долго.

Гликоген являет собою полисахарид, который в незначительных количествах присутствует в составе печени и мышечных тканях.

Клетчатка важна как для человека, так и для прочих живых организмов. Она помогает нашей системе пищеварения работать лучше и продуктивней. Клетчаткой богаты оболочки различных растительных клеток, и именно благодаря ей происходит профилактика многих заболеваний. Этот сложный углевод принимает активное участие в очищении организма от многих вредных веществ, в том числе от холестерина и желчных пигментов. Эти волокна предупреждают ожирение и характеризуются высокой пищевой ценностью, что позволяет нам быстро утолить чувство голода. Какие же продукты богаты клетчаткой? Это отруби, мука грубого помола, свежие фрукты и овощи.

Роль в организме

Функции углеводов в организме будут следующими:

Основная функция – энергетическая. Благодаря углеводам организм человека получает силы и возможность противостоять стрессам и негативному влиянию окружающих факторов. В процессе расщепления происходит их распад на воду и карбон оксид, в результате высвобождается большое количество энергии. В живых организмах они накапливаются: в растениях приобретают вид крахмала, у животных – гликогена. А высвобождение этой энергии происходит постепенно, по мере возникновения необходимости.

Защитная функция проявляется следующим образом: наши железы вырабатывают слизь, которая обволакивает жизненно важные органы, такие как кишечник, желудок, бронхи и пищевод. Этот вязкий секрет защищает их от повреждений, причём как от механических, так и от атак вирусов и бактерий.

Что означает структурная функция? Углеводы, будучи в составе клеточных оболочек и субклеточных образований, принимают активное участие в процессе синтеза различных соединений и веществ. Без них организм человека не смог бы нормально функционировать. Углеводы в виде полисахаридов важны и для растений, где они выполняют опорную функцию.

Углеводы дают человеку энергию для жизни.

Дефицит углеводов

Если лишить организм углеводов либо свести их поступление к минимуму, то это чревато нарушением основных обменных процессов, а в крови будут накапливаться вредные вещества. Произойдёт угнетение центральной нервной системы, что повлечёт чувство хронической усталости, сонливость и головокружения. Органы пищеварения ответят на такой рацион тошнотой и постоянным чувством голода.

Может возникнуть тремор рук и повышенная потливость. Эти симптомы практически сразу исчезают при введении в меню достаточного количества сахара. Если же вы придерживаетесь какой-либо диеты, то помните, что минимальная суточная доза углеводов составляет 100 г.

Избыток углеводов

Когда в рационе преобладают продукты с высоким содержанием углеводов, то это может привести к ожирению. При таком меню организм испытывает значительные перегрузки. Сахар и прочие легкоусвояемые вещества, накапливаясь, истощают клетки поджелудочной железы, что грозит развитием сахарного диабета. Это объясняется тем, что орган теряет способность вырабатывать достаточное количество инсулина, который необходим для переработки глюкозы.

Однако следует помнить, что сам сахар к диабету не приводит. Он является основным фактором риска дальнейшего развития уже существующего заболевания, которое имело скрытую форму.

Полезные советы

Вредное воздействие рафинированных углеводов, которые в изобилии встречаются в продуктах из магазинов, можно снизить. Для этого:

• сократите потребление сахара;
• выбирайте закуски из овощей;
• отдайте предпочтение самостоятельно приготовленным кашам и разных круп;
• откажитесь от газированных напитков в пользу вкусных свежевыжатых соков и минеральной воды.

Соблюдать это простые рекомендации несложно. Но при этом организм получит немало пользы, состояние здоровья улучшится.

Лекция № 2. Строение и функции углеводов и липидов

Строение, примеры и функции углеводов

Углеводы — органические соединения, состав которых в большинстве случаев выражается общей формулой C_n(H₂O)_m (n и m ≥ 4). Углеводы подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — простые углеводы, в зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы (3), тетрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и гептозы (7 атомов). Наиболее распространены пентозы и гексозы. Свойства моносахаридов — легко растворяются в воде, кристаллизуются, имеют сладкий вкус, могут быть представлены в форме α- или β-изомеров.

Рибоза и дезоксирибоза относятся к группе пентоз, входят в состав нуклеотидов РНК и ДНК, рибонуклеозидтрифосфатов и дезоксирибонуклеозидтрифосфатов и др. Дезоксирибоза (С₅Н₁₀О₄) отличается от рибозы (С₅Н₁₀О₅) тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу, как у рибозы.

Глюкоза, или виноградный сахар (С₆Н₁₂О₆), относится к группе гексоз, может существовать в виде α-глюкозы или β-глюкозы. Отличие между этими пространственными изомерами заключается в том, что при первом атоме углерода у α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца, а у β-глюкозы — над плоскостью.

Глюкоза — это:

1. один из самых распространенных моносахаридов,
2. важнейший источник энергии для всех видов работ, происходящих в клетке (эта энергия выделяется при окислении глюкозы в процессе дыхания),
3. мономер многих олигосахаридов и полисахаридов,
4. необходимый компонент крови.

Купить проверочные работы
по биологии

Фруктоза, или фруктовый сахар, относится к группе гексоз, слаще глюкозы, в свободном виде содержится в меде (более 50%) и фруктах. Является мономером многих олигосахаридов и полисахаридов.

Олигосахариды — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до десяти) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа остатков моносахаридов различают дисахариды, трисахариды и т. д. Наиболее распространены дисахариды. Свойства олигосахаридов — растворяются в воде, кристаллизуются, сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов. Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной.

Сахароза, или тростниковый, или свекловичный сахар, — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы. Содержится в тканях растений. Является продуктом питания (бытовое название — сахар). В промышленности сахарозу вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10–18%) или сахарной свеклы (корнеплоды содержат до 20% сахарозы).

Мальтоза, или солодовый сахар, — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Присутствует в прорастающих семенах злаков.

Лактоза, или молочный сахар, — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Присутствует в молоке всех млекопитающих (2–8,5%).

Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (несколько десятков и более) молекул моносахаридов. Свойства полисахаридов — не растворяются или плохо растворяются в воде, не образуют ясно оформленных кристаллов, не имеют сладкого вкуса.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Полимерные цепочки крахмала содержат разветвленные (амилопектин, 1,6-гликозидные связи) и неразветвленные (амилоза, 1,4-гликозидные связи) участки. Крахмал — основной резервный углевод растений, является одним из продуктов фотосинтеза, накапливается в семенах, клубнях, корневищах, луковицах. Содержание крахмала в зерновках риса — до 86%, пшеницы — до 75%, кукурузы — до 72%, в клубнях картофеля — до 25%. Крахмал — основной углевод пищи человека (пищеварительный фермент — амилаза).

Гликоген (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого также является α-глюкоза. Полимерные цепочки гликогена напоминают амилопектиновые участки крахмала, но в отличие от них ветвятся еще сильнее. Гликоген — основной резервный углевод животных, в частности, человека. Накапливается в печени (содержание — до 20%) и мышцах (до 4%), является источником глюкозы.

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого является β-глюкоза. Полимерные цепочки целлюлозы не ветвятся (β-1,4-гликозидные связи). Основной структурный полисахарид клеточных стенок растений. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%. Целлюлоза не расщепляется пищеварительными соками человека, т.к. у него отсутствует фермент целлюлаза, разрывающий связи между β-глюкозами.

Инулин — полимер, мономером которого является фруктоза. Резервный углевод растений семейства Сложноцветные.

Гликолипиды — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов.

Гликопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и белков.

Функции углеводов

Строение и функции липидов

Липиды не имеют единой химической характеристики. В большинстве пособий, давая определение липидам, говорят, что это сборная группа нерастворимых в воде органических соединений, которые можно извлечь из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. Липиды можно условно разделить на простые и сложные.

Простые липиды в большинстве представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина — триглицеридами. Жирные кислоты имеют: 1) одинаковую для всех кислот группировку — карбоксильную группу (–СООН) и 2) радикал, которым они отличаются друг от друга. Радикал представляет собой цепочку из различного количества (от 14 до 22) группировок –СН₂–. Иногда радикал жирной кислоты содержит одну или несколько двойных связей (–СН=СН–), такую жирную кислоту называют ненасыщенной. Если жирная кислота не имеет двойных связей, ее называют насыщенной. При образовании триглицерида каждая из трех гидроксильных групп глицерина вступает в реакцию конденсации с жирной кислотой с образованием трех сложноэфирных связей.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то при 20°С они — твердые; их называют жирами, они характерны для животных клеток. Если в триглицеридах преобладают ненасыщенные жирные кислоты, то при 20 °С они — жидкие; их называют маслами, они характерны для растительных клеток.

1 — триглицерид; 2 — сложноэфирная связь; 3 — ненасыщенная жирная кислота;
4 — гидрофильная головка; 5 — гидрофобный хвост.

Плотность триглицеридов ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают, находятся на ее поверхности.

К простым липидам также относят воски — сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (обычно с четным числом атомов углерода).

Сложные липиды. К ним относят фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины и др.

Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. Принимают участие в формировании клеточных мембран.

Гликолипиды — см. выше.

Липопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения липидов и белков.

Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся каротиноиды (фотосинтетические пигменты), стероидные гормоны (половые гормоны, минералокортикоиды, глюкокортикоиды), гиббереллины (ростовые вещества растений), жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), холестерин, камфора и т.д.

Функции липидов

Масла семян растений необходимы для обеспечения энергией проростка.ЗащитнаяПрослойки жира и жировые капсулы обеспечивают амортизацию внутренних органов.

Слои воска используются в качестве водоотталкивающего покрытия у растений и животных.ТеплоизоляционнаяПодкожная жировая клетчатка препятствует оттоку тепла в окружающее пространство. Важно для водных млекопитающих или млекопитающих, обитающих в холодном климате.РегуляторнаяГиббереллины регулируют рост растений.

Половой гормон тестостерон отвечает за развитие мужских вторичных половых признаков.

Половой гормон эстроген отвечает за развитие женских вторичных половых признаков, регулирует менструальный цикл.

Минералокортикоиды (альдостерон и др.) контролируют водно-солевой обмен.

Глюкокортикоиды (кортизол и др.) принимают участие в регуляции углеводного и белкового обменов.Источник метаболической водыПри окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды. Важно для обитателей пустынь.КаталитическаяЖирорастворимые витамины A, D, E, K являются кофакторами ферментов, т.е. сами по себе эти витамины не обладают каталитической активностью, но без них ферменты не могут выполнять свои функции.

Перейти к лекции №1 «Введение. Химические элементы клетки. Вода и другие неорганические соединения»

Перейти к лекции №3 «Строение и функции белков. Ферменты»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)