Элементарный состав углеводов: углерод, водород и кислород, но взаимоотношения между этими элементами в жирах и углеводах значительно разнятся: жир содержит углерода 6,5%, водорода 12%, кислорода 11,5%, углеводы - соответственно 44,5%, 6,2%, 49,3%.
Углеводы разделяются на три категории: моносахариды, дисахариды и полисахариды.
Биологическая роль углеводов
1. Углеводы являются хорошим энергетическим материалом.
2. Они входят в состав некоторых тканей и жидкостей организма.
3. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров.
4. Придают пище ощущение сладкого вкуса, тонизируют центральную .
5. Обладают биологической активностью (гепарин предотвращают свертывание крови в сосудах, шалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку).
6. Играют роль в защитных реакциях (особенно в печени) - глюкуроновая кислота соединяется с токсическими веществами, образуя сложные нетоксичные эфиры, растворимые в воде, которые затем удаляются из с мочой.
К простым углеводам относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза).
К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).
Биологическая роль моносахаридов
Глюкоза - структурная важнейшая единица. Она участвует в образовании гликогена, питании тканей мозга, работающих мышц и особенно сердечной. Глюкоза легко превращается в жиры в организме, особенно при ее избыточном поступлении с пищей.
Источники глюкозы - фрукты, ягоды и некоторые овощи. Пчелиный мед содержит 37%.
Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, но она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро ее покидает.
Биологическая роль дисахаридов
Сахароза в желудочно-кишечном тракте распадается на глюкозу и фруктозу. Сахароза - наиболее распространенный сахар. Источники сахарозы - сахарная свекла (14-18%), сахарный тростник (10-15%).
Сахароза обладает способностью превращаться в жир. Избыточное поступление этого углевода в рационе вызывает нарушение жирового и холестеринового обменов, оказывает отрицательно влияние на состояние и функцию кишечной микрофлоры, повышая удельный вес гнилостной микрофлоры, усиливая интенсивности гнилостных процессов в кишечнике, ведет к развитию метеоризма.
Лактоза - углевод животного происхождения. При гидролизе расщепляется на глюкозу и галактозу. Поступление лактозы в организм способствует развитию молочно-кислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микроорганизмов. Источник лактозы - молоко и молочные продукты.
Биологическая роль полисахаридов
Крахмал - на его долю в рационе приходится около 80%. Крахмал в организме человека является основным источником глюкозы.
Гликоген является резервным углеводом животных тканей, образуя депо углеводов в печени. Общее содержание гликогена около 500г. Если углеводы с пищей не поступают, то запасы его исчеркиваются через 12-18 часов. Обеднение печени гликогеном ведет к возникновению жировой инфильтрации, а далее к жировой дистрофии печени.
Источники гликогена - печень, мясо, рыба.
Клетчатка (целлюлоза) - образует оболочки клеток и является опорным веществом. Она стимулирует перистальтику кишечника, играет роль адсорбента стеринов, в том числе холестерина. Она препятствует обратному их всасыванию и способствует выведению их из организма. Клетчатка играет роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в уменьшении гнилостных процессов, препятствует всасыванию ядовитых веществ.
Потребность углеводов в среднем 400-500 г в сутки, что составляет по отношению к белкам и жирам 1:1:4 (для детей) и 1:1.25:25,5 (для взрослых).
Неумеренное потребление сахара способствует развитию кариеса, нарушению возбудительных и тормозных процессов ЦНС, поддерживает воспалительные процессы, способствует аллергизации организма.
Ограничение углеводов при заболеваниях:
- сахарном диабете;
- ожирении;
- аллергиях, заболеваниях кожи;
- воспалительных процессах.
Углеводы, которые относятся к классу многоатомных спиртов, играют важную роль в питании человека. Они обязательно должны присутствовать в рационе каждого, поскольку именно эти вещества на 50 – 60% восполняют потребность в энергии.
Значение углеводов для организма крайне важно, но не забывайте, что они бывают простыми и сложными. И если первые, в основном, полезны, то со вторыми вы должны быть крайне осторожными.
Роль углеводов в жизни человека
Значение углеводов заключается сразу в нескольких функциях, помогающих мужчинам и женщинам вести нормальный образ жизни. Основными из этих функций являются:
- 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.
- Гидроосмотическая. Значение углеводов в питании очень велико, ведь именно благодаря им в межклеточном веществе человека удерживаются ионы магния, кальция, а также молекулы воды.
- 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.
- 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.
- Кофакторная. Определенные виды рассматриваемых веществ участвуют в образовании ферментов, отвечающих за свертываемость крови, а также входят в состав ее плазмы.
Таким образом, переоценить значение углеводов в жизни человека очень сложно – без них мужчинам и женщинам просто не обойтись. Однако для того, чтобы вещества хорошо усваивались, их нужно принимать в четко определенных количествах.
Расчет нормы углеводов
Значение углеводов в жизни человека настолько высоко, что без них жить практически невозможно, поэтому необходимо знать свою норму потребления. Как уже упоминалось выше, вещества данной категории могут быть простыми и сложными. Ко второй группе относятся, преимущественно, разнообразные сахара. Они не полезны, а в большом количестве и вредны для человека.
Поэтому старайтесь, чтобы количество сахара в вашем рационе не превышало 10% от общей его калорийности. Исключение могут сделать для себя лишь люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом.
Однако и потребление простых углеводов также следует регламентировать. Помните, что существуют определенные нормы, которых должен придерживаться каждый человек, независимо от того, занимается ли он спортом или нет.
В частности, считается, что молодые люди ежедневно должны съедать 5 г углеводов на 1 кг массы своего тела. А если мужчина или женщина занимается спортом или тяжелым физическим трудом, это значение может быть повышено до 8 г.
Превышать количество углеводов нежелательно, но не следует и снижать его. Ведь в противном случае в организме начинается распад жиров и белков, что может, в конце концов, привести к интоксикации. Поэтому, если по какой-то причине хотите перейти на низкоуглеводную диету, сначала посоветуйтесь с врачом.
Биологическое значение углеводов для человека очень важно, но в меру. Сокращайте количество сахара и клетчатки в рационе постепенно, чтобы не нанести травму своему организму и помочь ему привыкнуть к новому обмену веществ.
Углеводы — органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они синтезируются в растениях из воды и углекислого газа под действием солнечного света.
С пищей поступают простые и сложные, усвояемые и неусвояемые углеводы. Основными простыми углеводами являются глюкоза, галактоза и фруктоза (моносахариды), сахароза, лактоза и мальтоза (дисахариды). К сложным углеводам (полисахариды) относятся крахмал, гликоген, клетчатка, пектины, гемицеллюлоза.
Углеводы необходимы для нормального обмена белков и жиров в организме человека . В комплексе с белками они образуют некоторые гормоны и ферменты, секреты слюнных и других образующих слизь желез, а также другие важные соединения.
Особое значение имеют клетчатка, пектины, гемицеллюлоза, которые только частично перевариваются в кишечнике и являются незначительным источником энергии. Однако эти полисахариды составляют основу пищевых волокон и играют важную роль в питании. Содержатся углеводы в основном в продуктах растительного происхождения.
Глюкоза
Глюкоза — главный поставщик энергии для мозга. Она содержится в плодах и ягодах и необходима для снабжения энергией и образования в печени гликогена.
Фруктоза
Фруктоза почти не требует для своего усвоения гормона инсулина, что позволяет рекомендовать ее источники при сахарном диабете, но в ограниченном количестве. Основными поставщиками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки, а также некоторые овощи и фрукты: свекла, морковь, абрикосы , персики, сладкая слива и другие. В кишечнике сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу.
Лактоза
Лактоза содержится в молочных продуктах. При врожденном или приобретенном (чаще всего в результате заболеваний кишечника) недостатке фермента лактозы в кишечнике нарушается распад лактозы на глюкозу и галактозу и возникает непереносимость молочных продуктов.
В кисломолочных продуктах лактозы меньше, чем в молоке, так как при сквашивании молока из лактозы образуется молочная кислота.
Мальтоза
Мальтоза (солодовый сахар) — промежуточный продукт расщепления крахмала пищеварительными ферментами и ферментами проросшего зерна (солода). Образующаяся мальтоза распадается до глюкозы. В свободном виде мальтоза содержится в меде, экстракте из солода (патоке мальтозной), пиве.
Крахмал
Крахмал составляет 80% и более от всех углеводов в питании человека. Его источниками являются мука, крупы, макаронные изделия, хлеб, бобовые и картофель.
Крахмал относительно медленно переваривается, расщепляясь до глюкозы. Легче и быстрее переваривается крахмал из риса и манной крупы, чем из пшена, гречневой, перловой и ячневой круп, из картофеля и хлеба.
Сложный углевод
Сложный углевод клетчатка не переваривается в организме человека, но стимулирует работу кишечника, создает условия для развития полезных бактерий. В продуктах питания она должна присутствовать обязательно (содержится в овощах, фруктах, пшеничных отрубях).
Пектины
Пектины стимулируют пищеварение и способствуют выведению вредных веществ. Особенно много их в яблоках, сливе, крыжовнике, клюкве.
Недостаток углеводов приводит к нарушению обмена жиров и белков , расходу белков пищи и тканевых белков. В крови накапливаются вредные продукты неполного окисления жирных кислот и некоторых аминокислот, кислотно-основное состояние организма сдвигается в кислую сторону. При сильном дефиците углеводов возникают слабость, сонливость, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара. При длительном ограничении углеводов в диете их количество все же не должно быть ниже 100 г.
Избыток углеводов может приводить к ожирению . Систематическое чрезмерное потребление сахара и других легкоусвояемых углеводов способствует проявлению скрытого сахарного диабета из-за перегрузки, а затем истощения клеток поджелудочной железы, вырабатывающих необходимый для усвоения глюкозы инсулин.
Но сам сахар и содержащие его продукты не вызывают сахарный диабет, а только могут быть факторами риска развития уже возникшего заболевания.
Углеводы в питании человека играют очень важную роль, так как являются важным источником энергии, необходимой для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма на клеточном уровне. Биологическое окисление углеводов образует не только энергию, но и выполняет много регуляторных функций, например, препятствует кетоновому накоплению во время окисления жиров. Нарушение углеводного обмена приводит к сахарному диабету, в результате чего происходит развитие такого заболевания, как ацидоз, что характеризуется смещением кислотно-щелочного баланса организма. Как правило, такие нарушения происходят вследствие невыполнения углеводами своих функций.
Роль углеводов в жизни человека велика, некоторые из них выполняют в организме специализированные функции. Гиалуроновая кислота, например, не даёт возможность болезнетворным бактериям проникнуть через оболочки клеток, а гепарин не позволяет крови сворачиваться в сосудах. Большую роль углеводы играют в защите печени от воздействия различных негативных реакций, которые протекают в этом органе. Глюкуроновая кислота способна взаимодействовать с токсичными веществами, образовывая в результате нетоксичные эфиры, которые легко растворяются в воде и выходят из организма при мочеиспускании.
В человеческом организме углеводы, как правило, накапливаются в малых количествах, поэтому необходимо постоянно пополнять их запас вместе с пищей. Суточная потребность человека в углеводах примерно составляет 500 г. Основными представителями углеводов считаются фруктоза и глюкоза, при соединении которых образуется сахароза или . Такие вещества являются простыми углеводами, моносахаридами или дисахаридами. Как правило, они хорошо растворяются в воде, придавая ей сладковатый вкус. К более сложным углеводам относится целлюлоза и крахмал. Их молекулы достаточно велики и состоят из множества молекул глюкозы. Сложные углеводы или полисахариды в воде нерастворимы.
Основные углеводные источники:
Картофель, бобовые, зерновые;
Фрукты и овощи;
Продукты животного происхождения содержат небольшое количество углеводов.
Исходя из пищевой ценности, углеводы можно поделить на легкоусвояемые и неусвояемые. Усвояемые углеводы – олигосахариды, моносахариды, крахмал и гликоген; неусвояемые – целлюлоза, пектин, инулин, гемицеллюлоза и многие другие. Попадая в желудочно-кишечную систему усвояемые углеводы, как правило, распадаются до моносахаридов.
Глюкоза
Глюкоза является необходимым компонентом углеводного обмена. При её недостатке в крови или наоборот, высокой концентрации, как при диабете, может наступить сонливость и гипогликемическая кома с полной потерей сознания. В чистом виде глюкоза содержится в различных фруктах и овощах. Особенно богаты на этот углевод: виноград, вишня, черешня, земляника, малина, слива, арбуз, тыква, белокочанная капуста и морковь. Глюкоза имеет меньшую сладость, чем сахароза, на 100 единиц сахарозы приходится 74 единицы глюкозы.
Фруктоза
Фруктоза играет большую роль в жизни человека, так как может проникать в клетки из крови без помощи инсулина. Именно поэтому фруктозу рекомендуют больным диабетом в качестве максимально безопасного углеводного источника. Её употребление вместо показано для снижения общего потребления углеводов. Фруктоза содержится в яблоках, винограде, грушах, черешне, вишне, малине, чёрной смородине, землянике, дыне, арбузе. Невелико её содержание в таких овощах, как свекла и белокочанная капуста. Фруктоза слаще сахарозы, однако не вызывает кариес, как это делает .
Галактоза
В свободном виде галактоза не встречается. С глюкозой она образует лактозу, которая является основным углеводом молочных продуктов. При расщеплении лактозы образуется галактоза, которая попадая в печень, превращается в глюкозу. Если у человека в силу наследственности наблюдается недостаток или полное отсутствие фермента, превращающего галактозу в глюкозу, может развиться такое тяжёлое заболевание, как галактоземия, результатом чего нередко становится умственная отсталость. Лактоза содержится в таких продуктах питания, как молоко, творог, сметана, кефир и йогурты.
Сахароза
Молекулы фруктозы и глюкозы образуют сахарозу, которую часто называют пустыми калориями, по причине того, что является чистым углеводом, не содержащим иных питательных веществ таких, как минеральные соли и . Сахароза содержится в таких растительных продуктах, как свекла, персик, дыня, слива, мандарин, морковь. В других овощах наблюдается небольшое количество сахарозы. Источником этого углевода кроме выступает мёд, варенье, мороженое, сладкие напитки и кондитерские изделия. В жизни человека сахароза используется постоянно, нередко неся в себе угрозу здоровью.
Мальтоза
Мальтоза или солодовый образуется, когда соединяются две молекулы глюкозы. Её содержит патока, солод, мёд, кондитерские и хлебобулочные изделия, а также пиво.
Крахмал
Крахмал играет очень важную роль в жизни человека, так как является одним из основных перевариваемых полисахаридов. Его доля в потребляемой пище составляет около 80 %. Источником крахмала являются растительные продукты, преимущественно злаковые: мука, крупы, хлеб и картофель. Наибольшее количество крахмала содержится в рисовой и гречневой крупе, а наименьшее – в овсяной. Также богаты на крахмал изделия из пшеничной и ржаной муки, бобы, чечевица и горох.
Гликоген
Гликоген является животным крахмалом, который состоит из молекул глюкозы. Небольшие количества гликогена отмечаются в мышечной ткани мяса животных и печени.
Следует отметить, что при потреблении углеводов необходимо строго соблюдать меру, так как их избыток нередко ведёт к повышению уровня в организме, что несёт избыточную нагрузку на поджелудочную. Также лишние углеводы могут откладываться в виде жира.
О значимости белков и витаминов в организме человека известно каждому, чего не скажешь об углеводах. Часто на вопрос «Какова роль углеводов в организме?» люди затрудняются с ответом, так как полагают, что эти органические вещества, содержащиеся преимущественно в хлебной продукции, лишь откладываются в теле в виде жира. Это, конечно же, заблуждение. Роль углеводов в питании человека настолько велика, что её сложно переоценить.
Тем временем углеводы являются важнейшим компонентом правильного питания: 1г углеводов дает 4 ккал энергии.
Углеводы делятся на 2 большие группы:
- Моносахариды, или простые углеводы, - в своем составе имеют только 1 молекулу (глюкоза, фруктоза или галактоза).
- Дисахариды, или сложные сахара , в их структуру входят 2 молекулы (например, глюкоза + галактоза).
Основная роль углеводов в питании человека - обеспечение организма энергией. Все клетки и ткани нашего организма питаются именно молекулами углеводов, в том числе и жизненно важные органы - головной мозг, сердце.
Хотя белок и является основной структурной единицей наших клеток, углеводы необходимы для построения этих самых клеток.
Углеводы участвуют в регуляции жирового обмена.
Основные пищевые источники углеводов в питании и суточная потребность в углеводах
Говоря о продуктах, богах углеводами, первое, что приходит в голову, - все сладости. Это действительно так, все сладости содержат простые углеводы, а сахар - и вовсе чистый простой углевод.
Основными источниками углеводов являются зерновые продукты - хлеб, . Также пищевые источники углеводов - это овощи и фрукты. Источниками сложных углеводов в питании служат орехи. Зная, какие продукты богаты углеводами, легко составить оптимальный рацион.
Суточная потребность в углеводах для человека достигает 50% от всей суточной калорийности рациона и приблизительно составляет 300-500 г для здорового мужчины и 250-450 г - для женщины. Конечно, нужно помнить, что этот показатель для всех очень индивидуальный. Если вы стремитесь снизить вес, то вполне можете ограничить количество углеводов до 125 г в сутки, эта цифра признана безопасной.
Важно!
На долю простых углеводов должно приходиться не более 10% от всего суточного рациона.
К чему приводит недостаток и избыток углеводов в организме
Недостаток углеводов в организме приводит к снижению физической и умственной работоспособности, иногда развивается депрессия. Резкое ограничение углеводов приводит к кетозу, при этом токсические соединения могут повреждать головной мозг и быть опасными для жизни человека.
При избытке углеводов часть их идет в гликоген печени, который служит «хранилищем» энергии. При необходимости эти запасы расходуются. Но «хранилище» не безразмерно. Если углеводов изо дня в день поступает сверх нормы, избыток откладывается в виде жира на теле, особенно это грозит тем, кто злоупотребляет простыми углеводами.
Пищевые волокна - это углеводы. Их роль в питании
Пищевые волокна – это тоже углеводы, точнее, их особый вид. По структуре они относятся к сложным углеводам, но практически не способны перевариваться в нашем организме и не дают энергии. Тем не менее, они очень важны для нашего здоровья.
Говоря о пищевых волокнах и их роли в питании, в первую очередь стоит отметить их значение для нормального функционирования желудочно-кишечного тракта. Клетчатка увеличивает моторику кишечника, способствует быстрой и более регулярной эвакуации стула.
Пищевые волокна способствуют выведению шлаков из организма, выводят холестерин, токсины и канцерогенные вещества (вещества, способствующие развитию опухолей), тем самым профилактируя заболевания сердечнососудистой системы, некоторые формы рака, сахарный диабет 2-го типа.
Пищевые волокна увеличивают чувство насыщения. То есть, съев меньшее количество пищи, чувство сытости вы почувствуете быстрее. Это свойство особенно важно для тех, кто стремится похудеть.
Также способствуют синтезу в кишечнике (являясь пищей для полезной микрофлоры кишечника, которая их и синтезирует).
Как вы понимаете, проблем с употреблением углеводов у классических вегетарианцев не возникает. Основной источник сложных углеводов - зерновые, продукты разрешены и используются в питании регулярно. Вся , хлеб и сдоба, также не запрещены и могут быть в рационе. Овощи и фрукты тоже являются важной частью рациона вегетарианцев и должны присутствовать в питании ежедневно.
Сложнее дела обстоят с сыроедами, из рациона которых исключены хлеб и все мучные изделия, они практически не употребляют крупы. Источником углеводов становятся овощи, фрукты, сухофрукты и орехи.
Конечно, овощи и фрукты обеспечат организм не только углеводами, но и пищевыми волокнами. Но, чтобы получить достаточное количество углеводов, объемы овощей и фруктов должны быть значительными.
Так, например:
Тарелка овощного салата содержит около 10 г углеводов. Зная потребность, легко можно представить, сколько таких тарелок нужно съесть. В 100-150 г фруктов может содержаться от 20 до 40-45 г углеводов. Этого также недостаточно для удовлетворения потребностей нашего организма.
Еще одним источником углеводов являются орехи. Но помните, что вместе с орехами вы получите еще и жиры. Так, 100 г миндаля будут содержать 13 г углеводов и 53 г жиров, а кешью - 22 г углеводов и 48 г жиров.
Исключить или резко уменьшить количество углеводов, конечно, можно, но при условии, что вы абсолютно здоровы и только на какое-то непродолжительное время. При длительном ограничении углеводов вы, к сожалению, неизбежно заметите негативные последствия для организма.
Еще больше по теме
Несмотря на высокие полезные свойства, маньчжурский орех редко используется в пищевых целях сразу после сбора: это связано с большими трудностями...
Для правильного питания больных, у которых диагностирована язвенная болезнь, разработано несколько диет. В стадии обострения назначается...
В последние годы много говорят об оздоровлении через пищу. Но насколько верны всевозможные концепции полезного питания для здоровья? Действительно...
Система антиракового питания была разработана для того, чтобы минимизировать риск развития опухолевых новообразований в организме. В первую...
