Углеводы представляют собой натуральные органические вещества. В их формуле присутствуют углерод и вода. Благодаря этим элементам организм черпает энергию, которая требуется для поддержания нормальной работы. В зависимости от химической структуры углеводы бывают простыми и сложными.
Что такое углеводы
Углеводы — это основной ингредиент большинства пищевых продуктов, который служит источником энергии для человеческого организма. В зависимости от числа структурных единиц углеводы бывают простыми и сложными.
Первую категорию также называют быстрыми углеводами. Они являются легкоусвояемыми и приводят к быстрому увеличению содержания сахара в крови. Это значит, что для веществ характерен высокий гликемический индекс.
Такие элементы провоцируют нарушение метаболизма и становятся причиной увеличения массы тела. Систематическое употребление пищи, содержащей простые углеводы, не только приводит к ожирению, но и вызывает много других заболеваний.
Сложные углеводы, к которым относят крахмал и клетчатку, включают много связанных сахаридов. В их составе присутствует большое количество структурных элементов. Еда с такими углеводами считается очень полезной. В процессе переваривания она постепенно насыщает организм энергией. Это дает длительное чувство сытости.
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.
Функции углеводов в организме
Ключевая функция углеводов в организме кроется в их трансформации в энергию. АТФ, который представляет собой универсальный источник энергии, содержит моносахарид рибозу. Формирование АТФ происходит вследствие гликолиза. Этот процесс заключается в окислении и распаде глюкозы на пировиноградную кислоту.
Гликолиз осуществляется в несколько стадий. Углеводы окисляются до воды и углекислого газа. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии.
К основным функциям углеводов относят следующее:
- Структурная.
Полисахариды представляют собой материал для опорных элементов. Целлюлоза, которая входит в структуру клеточных стенок, дает растениям жесткость. В составе грибных клеток присутствует хитин. - Энергетическая.
Углеводы представляют собой основной источник энергии. Расщепление 1 г углеводов позволяет высвободить 17,6 кДж энергии. - Защитная.
Из этих элементов состоят шипы и колючки растений. - Запасающая.
Углеводы запасаются в виде крахмала в структуре растений и гликогена у животных. При дефиците энергии эти вещества расщепляются до глюкозы. - Осмотическая.
Вещества способствуют регулированию осмотического давления. - Рецепторная.
Элементы присутствуют в составе клеточных рецепторов.
Отдельные углеводы формируют сложные структуры с белковыми элементами и липидами. В результате образуются гликопротеины и гликолипиды. Эти элементы присутствуют в составе мембран клеток.
Подведем итог
- Углеводы выполняют несколько основных функций в вашем организме.
- Они обеспечивают вас энергией для повседневных задач и являются основным источником энергии для вашего мозга.
- Клетчатка – это особый вид углеводов, который способствует хорошему пищеварению и может снизить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета.
- В целом, углеводы выполняют эти функции у большинства людей. Тем не менее если вы соблюдаете низкоуглеводную диету или едите мало пищи, ваш организм будет использовать альтернативные методы для производства энергии и питания вашего мозга.
Метки: углеводы
- Похожие записи
- Что такое танины в чае и обладают ли они полезными свойствами?
- Когда лучше принимать протеин
- Кверцетин: что это, свойства, продукты, дозировка, побочные эффекты
« Предыдущая запись
Классификация углеводов
Углеводы имеют множество разновидностей. Это обязательно стоит учитывать при составлении пищевого рациона. Классификация углеводов делится на простые и сложные или быстрые и медленные.
К простым или быстрым углеводам относят следующие:
- Моносахариды.
В эту категорию входят галактоза, фруктоза, глюкоза. Данные компоненты присутствуют в ягодах, фруктах, меде. Такие вещества быстро усваиваются и резко увеличивают содержание сахара в крови. Как следствие, в тканях образуется гликоген, который требуется для энергии. При ее избытке вещества образуют жировые отложения. Чтобы избежать негативных последствий, количество моносахаридов должно составлять не больше 25-35 % общего объема углеводов, которые были съедены в течение дня. - Дисахариды.
К ним преимущественно относят сахарозу, которую включает обычный сахар, и мальтозу. Этот компонент присутствует в солоде, патоке, меде. Также он имеется в составе молочного сахара.
К сложным или медленным углеводам относят полисахариды. Эти вещества включают большое количество моносахаридов. Они усваиваются долгое время и обладают менее сладким вкусом, чем простые углеводы. К основным полисахаридам относят следующее:
- Крахмал и гликоген. Эти вещества присутствуют в злаках, бобовых, картофеле, кукурузе.
- Клетчатка. Элемент содержится в крупах, семечках, овощах, фруктах, отрубях.
- Целлюлоза. Компонент включают салатные листья, яблоки, груши, морковь.
- Пектин. Вещество присутствует в моркови, капусте, цитрусовых фруктах, клубнике.
- Инулин. Элемент содержится в цикории, луке, ячмене, чесноке.
Основное достоинство сложных углеводов заключается в медленном насыщении организма. Благодаря этому чувство голода не возникает раньше времени.
Простые углеводы
Для этих углеводов характерна простая структура. Благодаря этому они быстро усваиваются в организме. При недостатке физических нагрузок вещества повышают содержание сахара в крови. После этого он быстро падает, что провоцирует чувство голода. Неистраченные углеводы трансформируются в жировые отложения. При этом их недостаток вызывает усталость и повышенную сонливость.
Простые углеводы делятся на 2 категории – моносахариды и дисахариды.
К моносахаридам относятся:
- глюкоза — она входит в состав большинства фруктов и ягод. Также компонент присутствует в меде и зеленых фрагментах растений;
- фруктоза — это вещество присутствует в меде, ягодах, фруктах. Также оно входит в семена отдельных растений;
- галактоза — это единственный моносахарид, который имеет животное происхождение. Он входит в состав лактозы, или молочного сахара.
Наиболее значимыми для питания человека считаются дисахариды. В составе молекулы присутствует глюкоза. Вторым сахаром может быть фруктоза, галактоза или глюкоза.
Существуют такие виды дисахаридов:
- сахароза — она включает глюкозу и фруктозу. В эту категорию входит сахар из тростника или свеклы;
- мальтоза — вещество содержит 2 остатка глюкозы. Оно присутствует в солодковом сахаре;
- лактоза — элемент включает глюкозу и галактозу и содержится в молоке млекопитающих.
Список полезных продуктов, в которых присутствуют быстрые углеводы:
- картофель;
- тыква;
- кукуруза;
- ананас;
- банан;
- дыня;
- арбуз;
- белый рис;
- орехи;
- сухофрукты.
При этом есть вредные продукты, которые следует полностью исключить.
К ним относятся:
- выпечка из муки высшего сорта;
- конфеты;
- сладкие газированные напитки;
- снеки;
- спиртные напитки;
- торты, вафли, печенье.
Сложные углеводы
В основе этих продуктов лежат полисахариды – крахмал и целлюлоза. Такие вещества обеспечивают нормальное пищеварение и на долгое время насыщают человека.
К списку продуктов, которые содержат много сложных углеводов, относят следующее:
- все овощи – исключением являются картофель и тыква;
- цитрусовые фрукты;
- ягоды;
- яблоки и груши;
- абрикосы;
- пшено, перловка, гречка, овсянка;
- бобовые.
Из напитков в эту категорию входят несладкий чай и кофе. Также немного сложных углеводов присутствует в мясе и рыбе. Они имеются в яйцах, кефире, твороге.
Быстрые углеводы
Быстрые углеводы считаются простыми и включают всего 1-2 молекулы:
- 1 молекулу содержат моносахариды;
- 2 молекулы присутствует в составе дисахаридов.
Для всех быстрых углеводов характерен высокий гликемический индекс. Он превышает 70. Такие вещества отличаются сладким вкусом и прекрасно растворяются в воде.
Расщепление простых углеводов начинается еще в полости рта. Они очень быстро проникают в кровь. Уже через несколько минут после употребления существенно увеличивается уровень глюкозы. При этом он держится на высокой отметке не более 30-40 минут. Затем так же внезапно снижается.
Быстрые углеводы требуются для восстановления запаса энергии после сложных физических нагрузок или стрессов. Они способствуют выведению человека из гипогликемической комы.
Однако постоянно употреблять такие вещества не следует. Это провоцирует истощение поджелудочной железы и заставляет ее функционировать в стрессовом режиме. Именно избыток простых углеводов провоцирует развитие сахарного диабета 2 типа. При употреблении простых углеводов на ночь они трансформируются в жиры.
К продуктам с высоким гликемическим индексом относят следующее:
- сахар, мед;
- запеченный картофель, пюре;
- отварная морковь и тыква;
- бананы, дыни, арбузы, ананасы;
- кондитерские изделия;
- финики;
- хлебобулочные изделия.
Гликемический индекс
Для определения скорости расщепления и всасывания углеводов предложен показатель, названный гликемическим индексом. За точку отсчета принята глюкоза. При попадании в организм продукта с высоким гликемическим индексом, стремительно возрастает уровень сахара в крови, поджелудочная железа дает выброс инсулина, он снижает уровень сахара в крови и излишек сахара преобразуется в жир. Это приводит к избыточной массе тела, возникает опасность сахарного диабета и артериальной гипертензии.
Когда мы употребляем в пищу продукты, содержащие низкий гликемический индекс они перевариваются медленно и расщепляются до глюкозы тоже медленно, не вызывая увеличения уровня сахара в крови. Поджелудочная железа размеренно вырабатывает инсулин, поскольку не перерабатывает излишки сахара и чувство насыщения более продолжительное.
Отсюда можно сделать вывод: правильный углеводный рацион следует составлять преимущественно из углеводов с низким гликемическим индексом.
Медленные углеводы
Медленные углеводы также называются сложными. Они включают 3 и больше молекул. Потому для этих веществ характерно медленное расщепление. Обычно они всасываются в кишечнике. К сложным углеводам относят декстрин, крахмал, целлюлозу, гликоген, глюкоманнан.
Употребление медленных углеводов способствует плавному поступлению глюкозы в организм человека. При этом не наблюдается пиков или скачков. Именно сложные углеводы насыщают человека на долгое время, поддерживают стабильное настроение и делают более уравновешенным.
Гликемический индекс таких продуктов находится в пределах 0-40.
К ним стоит отнести следующее:
- макароны из твердых сортов пшеницы;
- коричневый рис, ячмень, перловка, гречка, пшено;
- бобовые;
- фрукты – персики, апельсины, вишни, яблоки, груши;
- овощи и зелень – лук, шпинат, кабачки, перец, томаты, капуста;
- грибы.
Строение углеводов
Строение углеводов включает несколько карбонильных и гидроксильных групп.
В зависимости от структуры вещества делят на 3 категории:
- моносахариды;
- олигосахариды;
- полисахариды.
Моносахариды представляют собой простейшие сахара, которые включают всего 1 молекулу. Они имеют несколько групп, которые отличаются по количеству атомов углерода в молекуле. Моносахариды, в составе которых присутствует 3 атома углерода, называют триозами. Если в составе присутствует 5 атомов, их именуют пентозами, если 6 – гексозами.
Наиболее ценными для живых организмов считаются пентозы, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также большое значение имеют гексозы, из которых состоят полисахариды.
Олигосахариды содержат 2-10 структурных элементов.
В зависимости от количества выделяют:
- диозы;
- триозы;
- тетраозы;
- пентасахариды;
- гексасахариды.
Самыми значимыми считаются дисахариды, к которым относятся сахароза, мальтоза и лактоза, а также трисахариды. В эту категорию входят мелицитоза, рафиноза, мальтотриоза.
Олисахариды могут содержать однородные и неоднородные структуры.
В зависимости от этого выделяют следующие виды:
- гомоолигосахариды – все молекулы обладают одинаковым строением;
- гетероолигосахариды – молекулы отличаются по структуре.
Самыми сложными углеводами считаются полисахариды. Они включают множество моносахаридов – от 10 до нескольких тысяч.
К таким веществам относят следующее:
- крахмал;
- хитин;
- гликоген;
- целлюлоза.
Полисахариды имеют более жесткую структуру, чем олигосахариды и моносахариды. Они не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.
Состав углеводов
Состав углеводов делят на следующие категории:
- Моносахариды
– включают 1 мономерную единицу и не гидролизуются с появлением более простых углеводов. Мономеры отличаются разнообразием. Это обусловлено разницей в структуре. Обычно моносахариды живых организмов представляют собой кольцевые углеродные цепи, которые включают 5 или 6 атомов углерода. Самыми важными моносахаридами считаются рибоза и дезоксирибоза, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также к ним относят глюкозу как источник энергии и фруктозу. - Дисахариды
– включают 2 мономерных единицы. Можно сказать, что они состоят из 2 моносахаридов. Вещества объединяются через гидроксильные группы. При этом происходит отщепление воды. Самым известным дисахаридом считается сахароза. Ее молекула включает остатки глюкозы и фруктозы. 2 остатка глюкозы входит в состав мальтозы. - Полисахариды
– включают больше 10 мономерных единиц. В эту категорию входят крахмал, хитин, целлюлоза и т.д. Крахмал и гликоген скапливаются в организмах как запасной питательный элемент. Крахмал имеет менее разветвленную структуру, чем гликоген. Целлюлоза формирует стенки клеток растений. За счет этого она реализует структурную и защитную функции. Аналогичные задачи решает хитин у грибов и животных.
Основные функции углеводов
Белки, жиры и углеводы
Более подробно нужно разобрать, какие функции выполняют углеводы в живых организмах.
Энергетическая
Это основная функция простых углеводов в клетке. При воздействии углеводов на клетку, она начинает активно функционировать, выделять энергию, расти. В ней проявляются метаболические процессы. Любое животное или человек растут именно благодаря этой функции. У животных, например, углеводы формируют гликокаликс, так что справедливо утверждать, что у них это один из основных структурных материалов. Процесс начинается с окисления, при этом стоит иметь ввиду, что это может произойти как при воздействии кислорода на вещество, так и в полностью бескислородной среде. Если рассматривать растительные организмы, то и здесь есть углеводы, представленные в форме крахмала.
В целом печень в нормальных условиях может запасать до 10% от всего потребляемого гликогена, что делает жизнь гораздо проще и спокойнее. Недостаток гликогена может спровоцировать его поиск в других органах и, следовательно, неравномерное его распределение по организму, различные заболевания. Наиболее понятными примерами проявления энергетической функции являются глюкоза, сахароза и фруктоза. Наверняка, каждый человек не один раз замечал, какова реакция его тела на потребление сладкого: оно как будто сразу наполняется силами, происходит полное восстановление и обновление не только физических, но и моральных сил, мозг начинает работать быстрее.
Кроме того, активизируются в организме и другие процессы, которые также важно перечислить:
- газообмен;
- выделительная способность;
- кровообращение;
- пластический обмен.
В результате можно сделать вывод, что почти каждый вид процесса в организме не может происходить без участия этого важного «болтика».
Почти каждый вид процесса в организме не может происходить без участия углеводов
Защитная способность
Это такая составляющая, которая предотвращает попадание в любой орган посторонних элементов, веществ и так далее. Защитная схема любого внутреннего органа построена таким образом, что при воздействии на него какого-то внешнего раздражителя, он скорее всего выделит специальную жидкость — слизь. Именно в ней и выполняют свою функцию углеводы.
В составе слизи они образуют в каком-то смысле броню, которая не позволяет различным условиям и раздражителям внешней среды проникнуть внутрь, травмировать орган, занести инфекцию. Кроме того, они спасают ещё и от механических повреждений. Углеводы в этих ситуациях буквально встают на защиту органа, который и был травмирован в результате «атаки» неблагоприятных элементов.
На заметку! Биология утверждает, что при достаточном количестве углеводов в теле человека значительно снижается вероятность заболеваний, вызванных попаданием в кровь различных вирусов и бактерий. При взаимодействии углеводов с жирами происходит усиление защитной функции.
Структурная функция
Как понятно из названия, эта функция предполагает образование какой-либо структуры, то есть строительства. Из этого следует, что построение почти каждой клеточки организма зависит от того, сколько углеводов в нем есть на данный момент. Эта опорная функция структурирует работу всего организма.
Важно употреблять как можно больше продуктов, содержащих углеводы, чтобы восстановить и нормализировать функции, обеспечивающие бесперебойный рост организма, работу мышц, да и в целом, всего тела вообще.
Важно. Главное, на что нужно обратить внимание – для лучшего эффекта выполнения строительства клеток углеводы должны употребляться не по отдельности от разных витаминов и минеральных веществ, а с приемом пищи комплексно.
Особое внимание, конечно, стоит уделять белкам, так как именно во взаимодействии с ними углеводы лучше усваиваются и заполняют ослабленные клетки, что создает абсолютно иной уровень взаимодействия углеводов с организмом человека.
Запасающая функция
Эта функция очень похожа на защитную. Организм способен накапливать углеводы для того, чтобы в экстремальных ситуациях (если запасы углеводов не пополняются в течение хотя бы 5 часов) запас в прослойке подкожного жира или в другом месте пришел на помощь и спас человека от голодной смерти. Т. е. углеводы не позволят человеку сразу же умереть от голода, если он вдруг на какое-то время остался без питания. В нужный момент сработает как раз запасная функция и доставит нужные микроэлементы к жизненно важным органам.
Организм способен накапливать углеводы
Сигнальная функция
Разбираясь в том, для чего нужны углеводы, нельзя не отметить специальную сигнальную функцию, которую они осуществляют. Это способность углеводов служить средством соединения между тканями и жидкостями в организме, обеспечивать работу межклеточного вещества, регулировать передачу одних веществ к другим, а также жизнедеятельность каждой клетки. Углеводы обеспечивают реакцию организма на внешние раздражители, что помогает определять, является ли тот или иной раздражитель опасным или нет. Без этой функции резко возросла бы вероятность травм, так как клетки не успевали бы вовремя реагировать на внешние раздражители. Это ещё спасает и от распространения заболеваний, так как своевременный сигнал вовремя воспринимается мозгом, который блокирует распространение инфекции.
Строительная
Это отдельный класс функций, выполняемых углеводами. Пожалуй, она также относится к основным. Инулин является одной из составляющих клетки. Это происходит как в растительных, так и в животных клетках. В растительных клетках он формирует хитин, а в животных — гликокаликс.
Особую роль он играет в строении желудка. Если инулин функционирует хорошо, то проблем с работой желудочно-кишечного тракта возникнуть не должно. Работая в клетке, гликоген воспринимает раздражения от окружающей среды и передаёт их в клетку, которая потом самостоятельно регулирует свою работу. Благодаря углеводам, организм человека является таким, какой он есть, а каждая клетка имеет в составе то, что имеет.
Транспортная
Транспортная задача углеводов — передать информацию от одной клетки к другой. При этом, углеводы передают не всю информацию, а лишь ту, передача которой является безопасной и не способна навредить ни рецептору, ни донору.
Транспортная задача углеводов — передать информацию от одной клетки к другой
Передачу различных веществ нельзя осуществить, если в них есть хотя бы намёк на какую-либо инфекцию, которая может заразить весь организм. Эта функция имеет первостепенную важность, так как организм – это система, в которой всё взаимосвязано, а углеводы подчёркивают, насколько связаны все клетки. Недостаток этого элемента может привести к различным неприятным заболеваниям, именно поэтому нужно следить за уровнем углеводов в крови.
Регуляторная
Углеводы формируют системы гликопротеидов — мембранных рецепторов, отвечающих за осмотическое давление в организме. Оно формируется под воздействием глюкозы и зависит от её уровня. В результате углеводы воздействуют на пищеварение, улучшают всасывание различных полезных веществ, обеспечивая их совместимость с другими составляющими той или иной клетки или органа. Они же регулируют осмотическое давление в крови и поддерживают стабильность гомеостаза.
Опорная функция
Инулин принимает непосредственное участие в создании различных опорных структур, то есть того, из чего формируется сама клетка. Такими элементами построения являются хитин и целлюлоза. Опорной эта функция называется потому, что она описывает то, насколько важной является база из инулинов.
Свойства углеводов
К основным свойствам углеводов стоит отнести следующее:
- Молекулярная масса.
Среди углеводов можно встретить весьма простые элементы, молекулярная масса которых составляет примерно 200, и гигантские полимеры. Их молекулярная масса достигает нескольких миллионов. - Растворимость в воде.
Моносахариды легко растворяются в воде и образуют сиропы. - Окисление.
Этот процесс приводит к получению соответствующих кислот. К примеру, окисление глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра приводит к формированию глюконовой кислоты. - Восстановление.
При восстановлении сахаров удается получить многоатомные спирты. В роли восстановителя выступает водород в никеле, алюмогидрид лития и т.д. - Алкилирование.
Под этим термином понимают образование простых эфиров. - Ацилирование.
В это понятие включают образование сложных эфиров.
Переваривание углеводов
Из углеводов в человеческом организме преимущественно перевариваются полисахариды – крахмал из растительных продуктов и гликоген, который присутствует в животной пище.
Полисахариды расщепляются пищеварительными ферментами до структурных блоков – свободной D-глюкозы. Этот процесс происходит под воздействием амилазы слюны и сопровождается формированием смеси из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов.
Переваривание углеводов продолжается и заканчивается в тонком кишечнике. На этот процесс влияет амилаза поджелудочной железы, которая попадает в двенадцатиперстную кишку.
Гидролиз дисахаридов запускают ферменты, которые присутствуют в наружном слое клеток эпителия, выстилающих тонкий кишечник. В эпителиальных клетках тонкого кишечника происходит частичная трансформация D-фруктозы, D-галактозы, D-маннозы в D-глюкозу. Смесь простых гексоз поглощается клетками эпителия и с током крови попадает в печень.
Получение глюкозы
Гидролиз крахмала
В присутствии кислот крахмал гидролизуется:
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
Синтез из формальдегида
Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:
6CH2=On → C6H12O6
Фотосинтез
В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO2 и Н2О:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
| Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы). |
Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.
| Фруктоза | α-D-фруктоза | β-D-фруктоза |
Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.
В свободном виде содержится в мёде и фруктах.
Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.
При гидрировании фруктозы также получается сорбит.
| Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). |
Обмен углеводов в организме
В основе обмена углеводов в организме человека, лежат ниже описанные процессы:
- Мозг не имеет запаса гликогена, потому ему постоянно требуется глюкоза. Углеводы являются единственным источником, который помогает покрывать энергетические расходы мозга. Именно мозговая ткань поглощает 70 % глюкозы, которая выделяется печенью.
- Мышечные ткани при активной работе получают из крови большое количество глюкозы. В них это вещество трансформируется в гликоген. При распаде гликогена появляется достаточное количество энергии для сокращения мышц.
- Содержание глюкозы в крови регулируют гормоны – глюкагон, соматотропин, кортизол, инсулин, адреналин. Инсулин способствует снижению содержания глюкозы в крови при ее повышении, упрощает ее попадание в клетки и обеспечивает отложение вещества в тканях в виде гликогена. При уменьшении параметров глюкозы в крови соматотропин, кортизол, адреналин и глюкагон тормозят захват глюкозы клетками. За счет этого гликоген трансформируется в глюкозу.
Углеводы в питании человека[править | править код]
Источник:«Основы рационального питания»
.
Автор
: Л. И. Назаренко ; Колледж фитнеса и бодибилдинга им. Бена Бейдера
Изд.
СПб.: «Реноме», 2014 год.
Углеводы — полиатомные альдегидо- и кето-спирты. Углеводы — это природные органические соединения, состоящие из молекул углерода и воды, которые синтезируются в растениях под влиянием солнечной энергии. Углеводы — это топливо, которое, непрерывно «сгорая», обеспечивает организм энергией. Углеводы — это энергетическая кладовая: организм способен откладывать углево- ды про запас в виде гликогена, который хранится в печени и мышцах. Углеводы участвуют в построении заменимых аминокислот; это материал для роста клеток; это, наконец, питание для мозга — в отсутствие углеводов снижаются скорость реакции и умственные способности, порой человек попросту «отключается».
Эксперты ВОЗ в 2002 г. предложили следующую классификацию углеводов:
- сахара (содержат 1-2 мономера): моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза);
- дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза);
- олигосахариды (содержат 3-9 мономеров): мальтодекстрины;
- полисахариды (содержат более 9 мономеров): крахмал (амилоза, амилопектин);
- гликоген;
- инулин (фруктоза);
- некрахмальные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектин).
Углеводы составляют основную часть пищевого рациона, и обеспечивает 50-60 % его энергетической ценности. Следовательно, они — основной поставщик энергии для организма. При сгорании 1 г углеводов в организме образуется 4 ккал энергии. Углеводные запасы организма весьма ограничены, причем при интенсивной работе они быстро истощаются. Поэтому углеводы должны поступать в организм ежедневно и в достаточном количестве.
Поступившие углеводы преобразуются организмом в глюкозу, которая циркулирует в кровеносной системе и, «сгорая», непрерывно снабжает организм энергией, и гликоген, запасаемый в качестве энергетического резерва. Согласно общепринятой классификации, углеводы делятся на простые и сложные. В бытовом понимании — «быстрые» и «медленные», «вредные» и «полезные».
Простые углеводы способны в кратчайшие сроки обеспечить организм энергией. Однако вызванный ими энергетический всплеск столь же стремительно сходит на нет. Сложные углеводы снабжают организм энергией более равномерно и продолжительно. Простые углеводы — это, в первую очередь, кондитерские изделия, мед, фрукты, молочные продукты. Сложные — большинство круп (в том числе мюсли), макароны, овощи, хлебобулочные изделия. Общее правило: следует ограничивать потребление простых углеводов, отдавая предпочтение сложным.
Особенностью простых углеводов является способность резко повышать содержание глюкозы в крови. Реакция организма незамедлительна: в поджелудочной железе происходит мощный выброс инсулина — гормона, призванного в данном случае нейтрализовать избыток глюкозы в крови, иначе она «загустеет». Основная задача инсулина — доставить глюкозу в клетки, которые в ней нуждаются, в частности в мышечные.
Ткани организма имеют предел усвоения глюкозы. Избавляясь от ее излишков, инсулин способствует ее преобразованию в триглицериды — основной материал жировой ткани. Простые углеводы, не нашедшие применения как источники энергии, обычно оседают в организме в виде ненавистного подкожного жира. Именно по этой причине ожирение столь распространено среди людей, не занимающихся спортом. Их мышцы практически не нуждаются в энергетической подпитке, и почти вся глюкоза, поступившая с пищей, обращается в жир.
Однако это отнюдь не означает, что простые углеводы (имеются в виду, конечно, нерафинированные — фрукты, фруктовые соки, мед) должны быть безжалостно изгнаны из ежедневного рациона.
Их время приходит в первые 30-40 минут после тренировки. В этот период мышцы особенно восприимчивы к глюкозе, поскольку нуждаются в энергии для восстановления, и простые углеводы окажутся как нельзя более кстати.
Сложные углеводы, среди которых решающая роль в снабжении организма энергией отводится крахмалу, усваиваются дольше и не вызывают скачкообразного повышения уровня глюкозы. Соответственно, отпадает необходимость в секреции дополнительного инсулина, и организм успевает переработать поступающую небольшими дозами глюкозу в гликоген, откуда в дальнейшем и черпает энергию для обеспечения процессов жизнедеятельности. Общее количество гликогена в организме около 500 г, из которых треть находится в печени, остальное — в мышцах. Запас гликогена рассчитан на 12-18 часов, и «придерживается» на случай внезапного прекращения подачи глюкозы. Однако частичное высвобождение гликогена происходит постоянно — в период ночного «голодания», в промежутках между приемами пищи, при интенсивных тренировках.
Так, спустя всего три часа после приема пищи начинается расходование запасов гликогена, а интенсивная тренировка с отягощениями способна опустошить гликогеновые «склады» в течение 20-30 минут.
Клетчатка (пищевые волокна, балластные вещества), которая в больших количествах содержится в растительной пище, организмом практически не усваивается. Клетчатка играет исключительно важную роль в обеспечении работоспособности организма. Во-первых, клетчатка образует в кишечнике водорастворимые комплексы, связывающие и выводящие из организма токсичные вещества. Во-вторых, замедляет усвоение простых углеводов, «отпуская» глюкозу в кровь небольшими равномерными порциями. В-третьих, стимулирует перистальтику кишечника и способствует нормализации его микрофлоры. В-четвертых, усмиряет аппетит, поскольку, набухая, заполняет желудок и создает ощущение сытости.
Клетчатка содержится в бобовых (фасоль, бобы, горох, чечевица, соя), крупах (гречневая, овсяная, перловая, кукурузная, пшено), неочищенном рисе, хлебобулочных изделиях из муки грубого помола и с отрубями, макаронах из твердых сортов пшеницы, овощах и фруктах. Оптимальный источник клетчатки — низкокалорийные овощи, например морковь, капуста, лук, огурцы, брокколи, спаржа. Если же калорийность не имеет решающего значения, можно остановиться на фруктах.
Несмотря на то что в итоге подавляющее большинство углеводов преобразуются в глюкозу, скорость этого процесса бывает различной и зависит от употребляемых в пищу продуктов. Изменение уровня глюкозы в крови, ожидаемое после употребления в пищу того или иного продукта, характеризуется с помощью гликемического индекса. Иными словами, гликемический индекс отражает скорость превращения углеводов, содержащихся в продуктах питания, в глюкозу. Уровень глюкозы в крови является основным параметром, определяющим потребность организма в притоке питательных веществ. Если уровень глюкозы ниже нормы, срабатывает сигнал «пора подкрепиться». Если он превышает допустимое значение, «невостребованная» глюкоза преобразуется в подкожный жир.
Чем выше гликемический индекс продукта, тем сильнее последующая концентрация глюкозы в крови, требующая значительной порции инсулина, который, в свою очередь, отправит излишки глюкозы в жировые депо. Как правило, продукты, обладающие высоким гликемическим индексом,— это простые углеводы, например кондитерские изделия.
Гликемический индекс зависит от ряда факторов, учитывать которые при составлении рациона весьма и весьма желательно.
- Тип углеводов
. Глюкоза усваивается исключительно легко и быстро. Фруктоза превращается в глюкозу в результате довольно длинной цепочки биохимических реакций, поэтому обладает сравнительно низким гликемическим индексом. Сахароза и лактоза распадаются на молекулы глюкозы довольно легко, тем самым обеспечивая ее мгновенную
высокую концентрацию в крови. Крахмал усваивается медленнее, и опасности взрывного распространения глюкозы не представляет. Соответственно, крахмал и пополняет гликогеновые закрома, в то время как простые углеводы большей частью «лепят» жировую прослойку. Практические советы
: не налегать на фрукты, особенно по вечерам (к разряду наиболее «опасных» относятся бананы, виноград, финики и др.), не злоупотреблять молочными продуктами и отказаться от рафинированных.
- Продолжительность кулинарной обработки. Скорость расщепления крахмалов при нагревании резко возрастает. Гликемический индекс, соответственно,— тоже, равно как и способность продукта превращаться в подкожный жир. Практические советы: макароны следует оставлять слегка недоваренными (именно эта кулинарная хитрость позволяет итальянцам поглощать пасту в неограниченных количествах без риска столкнуться с избыточным весом); крупы, например гречку, замачивать на несколько часов перед приготовлением — и у плиты стоять придется гораздо меньше, и гликемический индекс не превысит заявленного в диетологических справочниках уровня.
- Степень измельчения продукта
. Чем тоньше помол муки, тем выше гликемический индекс хлеба, из нее изготовленного.
Практические советы
: следует предпочесть хлеб из муки грубого помола, отказаться от картофельного пюре в пользу картофеля «в мундире» и не переводить мясо на фарш.
- Содержание и соотношение в продукте белков, жиров и углеводов, в первую очередь клетчатки. Клетчатка, белки и жиры замедляют усвоение простых углеводов — время пребывания пищи в желудочно-кишечном тракте возрастает, и глюкоза поступает в организм в замедленном режиме.
Практические советы
: желательно мед подавать на стол в сотах, не злоупотреблять свежевыжатыми, лишенными клетчатки соками. Можно усовершенствовать даже банальный бутерброд, снабдив его всеми характеристиками фитнес-блюда; вместо колбасы на пшеничной булке перекусить куском ржаного хлеба из муки грубого помола и половинкой отварной куриной грудки, дополнив их ломтиком огурца и пучком петрушки.
Рекомендуемое соотношение углеводов в рационе
: 65-70% — сложные углеводы, 25-30% — простые нерафинированные и около 5% — клетчатка.
Содержание углеводов в продуктах[править | править код]
Углеводы содержатся главным образом в продуктах растительного происхождения.
Содержание углеводов в 100 г съедобной части продуктов
- Очень большое (65 г и более): сахар-песок, молоко сгущенное с сахаром, карамель леденцовая, конфеты помадные, мед, мармелад, зефир, печенье сдобное, рис, макароны, варенье, крупа манная и перловая, финики, изюм, пшено, крупа гречневая и овсяная, урюк, чернослив;
- большое (30-64 г): кофе со сгущенным молоком и сахаром, хлеб ржаной и пшеничный, фасоль, горох, чечевица, шоколад, халва, пирожные;
- умеренное (11-29 г): сырки творожные сладкие, взбитые сливки сладкие, мороженое, какао, миндаль, хлеб белково-отрубной, отруби пшеничные, картофель, зеленый горошек, соя, свекла, виноград, вишня, черешня, гранаты, яблоки, соки фруктовые;
- малое (6-10 г): сладкие йогурты, кабачки, капуста, морковь, тыква, арбуз, дыня, груши, персики, абрикосы, сливы, апельсины, мандарины, клубника, крыжовник, смородина, черника, фундук, кешью, лимонад;
- очень малое (2-5 г): молоко, кефир, сметана, творог, огурцы, редис, салат, лук зеленый, томаты, шпинат, лимоны, клюква, грибы свежие.
Суточная потребность в углеводах составляет 4—5 г/кг идеальной массы тела.
Рекомендуемые величины массы тела
, кг, в соответствии с ростом и шириной грудной клетки*
| Рост, cм | Грудная клетка | Рост, см | Грудная клетка | ||||
| узкая | нормальная | широкая | узкая | нормальная | широкая | ||
| Мужчины | Женщины | ||||||
| 156,0 | 49,3 | 56,0 | 62,2 | 152,5 | 47,8 | 54,0 | 59,0 |
| 157,5 | 51,7 | 58,0 | 64,0 | 155,0 | 49,2 | 55,2 | 61,6 |
| 160,0 | 53,5 | 60,0 | 66,0 | 157,5 | 50,8 | 57,0 | 63,1 |
| 162,5 | 55,3 | 61,7 | 68,0 | 160,0 | 52,1 | 58,5 | 64,8 |
| 165,0 | 57,1 | 63,5 | 69,5 | 162,5 | 53,8 | 60,1 | 66,3 |
| 167,5 | 59,3 | 65,8 | 71,8 | 165,0 | 55,3 | 61,8 | 67,8 |
| 170,0 | 60,5 | 67,8 | 73,8 | 167,5 | 56,6 | 63,0 | 69,0 |
| 172,5 | 63,3 | 69,7 | 76,8 | 170,0 | 57,8 | 64,0 | 70,0 |
| 175,0 | 65,3 | 71,7 | 77,8 | 172,5 | 59,0 | 65,2 | 71,2 |
| 177,5 | 67,3 | 73,8 | 79,8 | 175,0 | 60,3 | 66,5 | 72,5 |
| 180,0 | 68,9 | 75,2 | 81,2 | 177,5 | 61,5 | 67,7 | 73,7 |
| 182,5 | 70,9 | 77,2 | 83,6 | 180,0 | 62,7 | 68,9 | 74,9 |
| 185,0 | 72,8 | 79,2 | 85,2 | ||||
- В возрасте старше 30 лет допускается увеличение массы тела на 2,5-6,0 кг по сравнению с данными таблицы.
Нормальную массу тела можно рассчитать по формуле
[Рост (см) х окружность грудной клетки (см)] / 240
Однако таблицы и формулы непригодны для определения идеальной массы тела у лиц с сильно развитой мускулатурой (борцов, штангистов, бодибилдеров и др.).
Оптимальным и доступным методом оценки состава тела в настоящее время считается биоимпедансный анализ, при котором определяется количество жира, воды и активной клеточной массы в килограммах и процентах.
При большой физической активности (тяжелый труд, занятия спортом) потребность в углеводах возрастает до 8 г/кг массы тела. Простые углеводы (сахара) должны составлять до 10% общего количества углеводов.
Суточная потребность взрослого трудоспособного населения в углеводах
, г
| Группа интенсивности труда | Возраст, лет | Мужчины | Женщины |
| 1 | 18-29 | 358 | 289 |
| 30-39 | 335 | 274 | |
| 40-59 | 303 | 257 | |
| 2 | 18-29 | 411 | 318 |
| 30-39 | 387 | 311 | |
| 40-59 | З66 | 305 | |
| 3 | 18-29 | 484 | 378 |
| 30-39 | 462 | 372 | |
| 40-59 | 432 | 366 | |
| 4 | 18-29 | 566 | 462 |
| 30-39 | 528 | 432 | |
| 40-59 | 499 | 417 | |
| 5 | 18-29 | 586 | — |
| 30-39 | 550 | ||
| 40-59 | 524 |
Повышенное количество рафинированных углеводов (сахар, кондитерские изделия, мед) в рационе способствует повышению холестерина в крови, развитию атеросклероза, ожирения, сахарного диабета, желчнокаменной болезни. Избыток простых углеводов (более 25 % суточной калорийности) ведет к относительной недостаточности витаминов В1, В2, РР, липоевой кислоты, повышению потребности в белках и микроэлементах (Мn, Mg, Mo, Fe).
Гликемический индекс продуктов отражает их способность повышать сахар крови после приема такого количества продукта, которое содержит 50 г углеводов.
За 100 % принимается гликемический индекс 50 г чистой глюкозы. Величина гликемического индекса продукта не является строго постоянной, она зависит от технологической обработки продукта, состояния желудочно-кишечного тракта человека, сочетания продуктов, съеденных за один прием пищи. В таблицах обычно приводятся средние значения данного показателя.
Существует несколько авторских классификаций продуктов по гликемическому индексу. Так, например, французский диетолог М. Монтиньяк (1997) делит по этому признаку все углеводы на «хорошие» (с гликемическим индексом менее 50) и «плохие» (с гликемическим индексом более 50).
Гликемические индексы различных продуктов
(гликемический индекс глюкозы — 100 %)*
| Углеводы с высоким гликемическим индексом («плохие» углеводы) | Углеводы с низким гликемическим индексом («хорошие» углеводы) | ||
| Жареный картофель | 95 | Хлеб с отрубями | 50 |
| Изделия из муки пшеничной высшего сорта (хлеб, макароны, манная крупа) | 95 | Необработанные зерна риса (коричневый рис) | 50 |
| Горох | 50 | ||
| Картофельное пюре | 90 | Необработанные злаковые без сахара | 50 |
| Мед | 90 | Овсяные хлопья | 40 |
| Морковь | 85 | Гречневая каша | 40 |
| Кукурузные хлопья | 85 | Ржаной хлеб с отрубями | 40 |
| Пончики | 76 | Свежий фруктовый сок без сахара | 40 |
| Сахар | 75 | Макароны из муки грубого помола | 40 |
| Арбуз | 75 | Красная фасоль | 40 |
| Очищенные злаковые с сахаром (мюсли), крупы быстрого приготовления | 70 | Сухой горох | 35 |
| Хлеб с отрубями | 35 | ||
| Молочные продукты | 35 | ||
| Шоколад | 70 | Чечевица | 30 |
| Вареный картофель | 70 | Макароны из непросеянной муки грубого помола | 30 |
| Бисквиты | 70 | ||
| Кукуруза (маис) | 70 | Свежие фрукты и ягоды | 30 |
| Белый рис | 70 | Консервированные фрукты без сахара | 25 |
| Кока-кола, Фанта, Спрайт | 70 | Горький шоколад (с содержанием какао более 60 %) | 22 |
| Дыня | 65 | ||
| Черный хлеб | 65 | Фруктоза | 20 |
| Свекла | 65 | Соя | 15 |
| Бананы | 60 | Салат, все виды капусты, репа, брюква, огурцы, сладкий перец, помидоры, огур-цы, патиссоны, лук-порей, грибы, редис | <15 |
| Джем | 55 | ||
| Тесто из муки без отрубей | 55 | ||
- По М. Монтиньяку, с дополнениями.
При рациональном питании часть углеводов пищи может переходить в жиры. При избытке углеводов, особенно за счет легкоусвояемых, превращение углеводов в жиры значительно увеличивается. На фоне повышенной энергетической ценности рациона такое питание ведет к ожирению.
Систематическое переедание легкоусвояемых углеводов, способствуют развитию сахарного диабета, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Наконец, частое потребление сахара и содержащих его продуктов способствует возникновению кариеса зубов.
Продукты богатые углеводами
Ниже описаны продукты, богатые углеводами в больших количествах:
- Хлеб.
Важным источником таких веществ, считается пшеничная мука. При этом стоит учитывать, что хлеб нужно употреблять в меру. В продукте из цельных зерен, помимо крахмала, присутствуют белки, минералы, витамины, жиры. Эти вещества очень полезны. - Рис.
В составе риса присутствует много углеводов и витаминов группы В. При этом диетологи советуют отдавать предпочтение нешлифованным сортам. - Бобовые.
Такие продукты отличаются высокой пищевой ценностью. Для них характерна твердая целлюлозная мембрана, поэтому важно уделить внимание правильному способу приготовления. - Картофель.
Этот продукт содержит чуть меньше углеводов – около 20 %. Оставшуюся часть занимает вода. Помимо этого, в составе имеются витамины и минералы. - Зеленые овощи.
Помимо сложных углеводов, такие продукты включают много витаминов. Особенно полезно есть овощи в свежем виде. Предпочтение нужно отдавать салату, перцу, зеленой фасоли, молодому горошку, капусте. Обязательно нужно употреблять шпинат, поскольку он содержит много железа.
Норма углеводов в день для организма
Необходимость в углеводах зависит от интенсивности интеллектуальных и физических нагрузок. В среднем норма углеводов в день для организма составляет 300-500 г. Около 20 % может приходиться на углеводы, которые легко усваиваются.
Пожилым людям стоит употреблять максимум 300 г углеводов в сутки. При этом количество простых элементов не должно быть больше 15-20 %.
При наличии лишнего веса и других патологиях количество углеводов стоит ограничивать. При этом делать это следует постепенно. Благодаря этому организм сможет адаптироваться к изменению обменных процессов. Ограничение стоит начинать с 200-250 г в сутки. Через неделю объем углеводов допустимо сократить до 100 г.
Если резко уменьшать количество углеводов в течение долгого периода времени, есть риск развития разных нарушений.
К ним относят следующее:
- снижение уровня сахара в крови;
- общая слабость;
- сильное снижение интеллектуальной и физической активности;
- потеря веса;
- нарушение метаболизма;
- повышенная сонливость;
- головокружения;
- головные боли;
- тремор рук;
- ощущение голода;
- рак толстого кишечника;
- запоры.
Неприятные симптомы удается устранить после употребления сахара или других сладких продуктов. Однако, есть их следует дозированно. Это поможет избежать увеличения массы тела.
Для организма также вреден и избыток углеводов, особенно простых. Он приводит к повышению уровня сахара в крови. Как следствие, часть веществ не используется и приводит к скоплению жировых отложений. Это провоцирует сахарный диабет, кариес, атеросклероз. Также есть риск метеоризма, ожирения, болезней сердца и сосудов.
Углеводы обеспечивают запас энергии
Если в вашем организме достаточно глюкозы для удовлетворения его текущих потребностей, ее избыток можно сохранить для дальнейшего использования.
Эта сохраненная форма глюкозы называется гликоген и в основном находится в печени и мышцах.
Печень содержит около 100 граммов гликогена. Эти хранимые молекулы глюкозы могут поступать в кровь для обеспечения энергии по всему телу и поддержания нормального уровня сахара в крови между приемами пищи.
В отличие от гликогена в печени, гликоген в мышцах может использоваться только мышечными клетками. Это важно для использования во время длительных высокоинтенсивных физических нагрузок. Уровень содержания мышечного гликогена варьируется от человека к человеку, но он составляет около 500 грамм ().
В условиях, когда у вас есть вся глюкоза, в которой нуждается ваш организм, и запасы гликогена в вашем организме максимальны, ваш организм может преобразовывать избыточное количество углеводов в молекулы триглицеридов и накапливать их в виде жира.
Резюме:
Ваш организм может преобразовать избыток углеводов в запасы энергии в форме гликогена. Несколько сотен граммов могут храниться в вашей печени и мышцах.
