1. KLASIFIKASI DAN FUNGSI KARBOHIDRAT

Bahkan di zaman kuno, umat manusia mengenal karbohidrat dan belajar menggunakannya dalam kehidupan sehari-hari. Kapas, rami, kayu, pati, madu, gula tebu hanyalah beberapa dari karbohidrat yang memainkan peran penting dalam perkembangan peradaban. Karbohidrat adalah salah satu senyawa organik yang paling umum di alam. Mereka adalah komponen integral dari sel-sel organisme apa pun, termasuk bakteri, tumbuhan, dan hewan. Pada tumbuhan, karbohidrat menyumbang 80 - 90% dari berat kering, pada hewan - sekitar 2% dari berat badan. Sintesis mereka dari karbon dioksida dan air dilakukan oleh tanaman hijau menggunakan energi sinar matahari ( fotosintesis ). Persamaan stoikiometri total untuk proses ini adalah:

Glukosa dan karbohidrat sederhana lainnya kemudian diubah menjadi karbohidrat yang lebih kompleks seperti pati dan selulosa. Tumbuhan menggunakan karbohidrat ini untuk melepaskan energi melalui proses respirasi. Proses ini pada dasarnya adalah kebalikan dari proses fotosintesis:

Menarik untuk diketahui! Tumbuhan hijau dan bakteri dalam proses fotosintesis setiap tahunnya menyerap sekitar 200 miliar ton karbon dioksida dari atmosfer. Dalam hal ini, sekitar 130 miliar ton oksigen dilepaskan ke atmosfer dan 50 miliar ton senyawa karbon organik, terutama karbohidrat, disintesis.

Hewan tidak dapat mensintesis karbohidrat dari karbon dioksida dan air. Dengan mengonsumsi karbohidrat dengan makanan, hewan menghabiskan energi yang terkumpul di dalamnya untuk mempertahankan proses vital. Makanan kita tinggi karbohidrat, seperti makanan yang dipanggang, kentang, sereal, dll.

Nama "karbohidrat" adalah sejarah. Perwakilan pertama dari zat ini dijelaskan oleh rumus ringkasan C m H 2 n O n atau C m (H 2 O) n . Nama lain dari karbohidrat adalah Sahara - karena rasa manis dari karbohidrat paling sederhana. Menurut struktur kimianya, karbohidrat adalah kelompok senyawa yang kompleks dan beragam. Di antara mereka, ada senyawa yang cukup sederhana dengan berat molekul sekitar 200, dan polimer raksasa, yang berat molekulnya mencapai beberapa juta. Bersama dengan atom karbon, hidrogen, dan oksigen, karbohidrat dapat mengandung atom fosfor, nitrogen, belerang, dan, yang lebih jarang, elemen lainnya.

Klasifikasi karbohidrat

Semua karbohidrat yang diketahui dapat dibagi menjadi dua kelompok besar - karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Kelompok terpisah terdiri dari polimer campuran yang mengandung karbohidrat, misalnya, glikoprotein- kompleks dengan molekul protein, glikolipid - kompleks dengan lipid, dll.

Karbohidrat sederhana (monosakarida, atau monosa) adalah senyawa polihidroksikarbonil yang tidak mampu membentuk molekul karbohidrat sederhana setelah hidrolisis. Jika monosakarida mengandung gugus aldehida, maka mereka termasuk dalam kelas aldosa (alkohol aldehida), jika keton - ke kelas ketosa (alkohol keto). Tergantung pada jumlah atom karbon dalam molekul monosakarida, triosa (C 3), tetrosa (C 4), pentosa (C 5), heksosa (C 6), dll. dibedakan:

Yang paling umum di alam adalah pentosa dan heksosa.

Kompleks karbohidrat ( polisakarida, atau polioses) adalah polimer yang dibangun dari residu monosakarida. Mereka terhidrolisis untuk membentuk karbohidrat sederhana. Tergantung pada tingkat polimerisasi, mereka dibagi menjadi berat molekul rendah ( oligosakarida, tingkat polimerisasi yang, sebagai suatu peraturan, kurang dari 10) dan makromolekul. Oligosakarida adalah karbohidrat seperti gula yang larut dalam air dan memiliki rasa manis. Menurut kemampuannya untuk mereduksi ion logam (Cu 2+, Ag +), mereka dibagi menjadi: regenerasi dan tidak mengurangi. Polisakarida, tergantung pada komposisinya, juga dapat dibagi menjadi dua kelompok: homopolisakarida dan heteropolisakarida. Homopolisakarida dibangun dari residu monosakarida dari jenis yang sama, dan heteropolisakarida dibangun dari residu monosakarida yang berbeda.

Apa yang dikatakan dengan contoh perwakilan paling umum dari setiap kelompok karbohidrat dapat direpresentasikan dalam bentuk skema berikut:

Fungsi karbohidrat

Fungsi biologis polisakarida sangat beragam.

Fungsi energi dan penyimpanan

Karbohidrat mengandung jumlah kalori utama yang dikonsumsi seseorang dengan makanan. Pati merupakan karbohidrat utama dalam makanan. Ini ditemukan dalam produk roti, kentang, sebagai bagian dari sereal. Makanan manusia juga mengandung glikogen (dalam hati dan daging), sukrosa (sebagai aditif untuk berbagai hidangan), fruktosa (dalam buah-buahan dan madu), laktosa (dalam susu). Polisakarida, sebelum diserap oleh tubuh, harus dihidrolisis oleh enzim pencernaan menjadi monosakarida. Hanya dalam bentuk ini mereka diserap ke dalam darah. Dengan aliran darah, monosakarida memasuki organ dan jaringan, di mana mereka digunakan untuk mensintesis karbohidrat mereka sendiri atau zat lain, atau mengalami pemecahan untuk mengekstrak energi dari mereka.

Energi yang dilepaskan dari pemecahan glukosa disimpan dalam bentuk ATP. Ada dua proses pemecahan glukosa: anaerobik (tanpa adanya oksigen) dan aerobik (dengan adanya oksigen). Asam laktat terbentuk sebagai hasil dari proses anaerobik

yang, selama aktivitas fisik yang berat, menumpuk di otot dan menyebabkan rasa sakit.

Sebagai hasil dari proses aerobik, glukosa dioksidasi menjadi karbon monoksida (IV) dan air:

Sebagai hasil pemecahan glukosa secara aerobik, lebih banyak energi yang dilepaskan daripada hasil pemecahan anaerobik. Secara umum, oksidasi 1 g karbohidrat melepaskan energi 16,9 kJ.

Glukosa dapat mengalami fermentasi alkohol. Proses ini dilakukan oleh ragi dalam kondisi anaerobik:

Fermentasi alkohol banyak digunakan dalam industri untuk produksi anggur dan etil alkohol.

Manusia belajar tidak hanya menggunakan fermentasi alkohol, tetapi juga menemukan penggunaan fermentasi asam laktat, misalnya, untuk mendapatkan produk asam laktat dan acar sayuran.

Pada manusia dan hewan tidak ada enzim yang mampu menghidrolisis selulosa, namun selulosa merupakan komponen makanan utama bagi banyak hewan, khususnya untuk ruminansia. Perut hewan-hewan ini mengandung sejumlah besar bakteri dan protozoa yang menghasilkan enzim selulase mengkatalis hidrolisis selulosa menjadi glukosa. Yang terakhir dapat mengalami transformasi lebih lanjut, sebagai akibatnya asam butirat, asetat, propionat terbentuk, yang dapat diserap ke dalam darah ruminansia.

Karbohidrat juga melakukan fungsi cadangan. Jadi, pati, sukrosa, glukosa pada tumbuhan dan glikogen pada hewan mereka adalah cadangan energi sel mereka.

Fungsi struktural, pendukung dan pelindung

Selulosa pada tumbuhan dan kitin pada invertebrata dan jamur, mereka melakukan fungsi pendukung dan pelindung. Polisakarida membentuk kapsul dalam mikroorganisme, sehingga memperkuat membran. Lipopolisakarida bakteri dan glikoprotein permukaan sel hewan memberikan selektivitas interaksi antar sel dan reaksi imunologis tubuh. Ribosa adalah blok bangunan RNA, sedangkan deoksiribosa adalah blok bangunan DNA.

Melakukan fungsi pelindung heparin. Karbohidrat ini, menjadi penghambat pembekuan darah, mencegah pembentukan bekuan darah. Ini ditemukan dalam darah dan jaringan ikat mamalia. Dinding sel bakteri, dibentuk oleh polisakarida, diikat dengan rantai asam amino pendek, melindungi sel bakteri dari efek samping. Karbohidrat terlibat dalam krustasea dan serangga dalam pembangunan kerangka eksternal, yang melakukan fungsi pelindung.

Fungsi pengaturan

Serat meningkatkan motilitas usus, sehingga meningkatkan pencernaan.

Kemungkinan yang menarik adalah penggunaan karbohidrat sebagai sumber bahan bakar cair – etanol. Sejak zaman kuno, kayu telah digunakan untuk memanaskan rumah dan memasak. Dalam masyarakat modern, jenis bahan bakar ini digantikan oleh jenis lain - minyak dan batu bara, yang lebih murah dan lebih nyaman untuk digunakan. Namun, bahan baku nabati, meskipun ada beberapa ketidaknyamanan dalam penggunaannya, tidak seperti minyak dan batu bara, merupakan sumber energi terbarukan. Tetapi penggunaannya dalam mesin pembakaran internal sulit. Untuk tujuan ini, lebih baik menggunakan bahan bakar cair atau gas. Dari kayu bermutu rendah, jerami atau bahan tanaman lain yang mengandung selulosa atau pati, Anda bisa mendapatkan bahan bakar cair - etil alkohol. Untuk melakukan ini, Anda harus terlebih dahulu menghidrolisis selulosa atau pati dan mendapatkan glukosa:

dan kemudian glukosa yang dihasilkan menjadi fermentasi alkohol dan mendapatkan etil alkohol. Setelah halus, dapat digunakan sebagai bahan bakar di mesin pembakaran internal. Perlu dicatat bahwa di Brasil, untuk tujuan ini, setiap tahun miliaran liter alkohol diperoleh dari tebu, sorgum dan singkong dan digunakan dalam mesin pembakaran internal.

Dalam materi ini, kami akan sepenuhnya memahami informasi seperti:

• Apa itu karbohidrat?
• Apa sumber karbohidrat yang "benar" dan bagaimana memasukkannya ke dalam diet Anda?
• Apa itu indeks glikemik?
• Bagaimana penguraian karbohidrat?
• Apakah mereka benar-benar berubah menjadi lemak tubuh setelah diproses?

Berawal dari teori

Karbohidrat (juga disebut sakarida) adalah senyawa organik yang berasal dari alam, yang banyak ditemukan di dunia tumbuhan. Mereka terbentuk pada tumbuhan selama fotosintesis dan ditemukan di hampir semua makanan nabati. Karbohidrat termasuk karbon, oksigen dan hidrogen. Karbohidrat masuk ke tubuh manusia terutama dengan makanan (ditemukan dalam sereal, buah-buahan, sayuran, kacang-kacangan dan produk lainnya), dan juga diproduksi dari asam dan lemak tertentu.

Karbohidrat tidak hanya sumber utama energi manusia, tetapi juga melakukan sejumlah fungsi lain:

Tentu saja, jika kita menganggap karbohidrat semata-mata dari sudut pandang pembentukan massa otot, maka mereka bertindak sebagai sumber energi yang terjangkau. Secara umum, dalam tubuh, cadangan energi terkandung dalam depot lemak (sekitar 80%), dalam protein - 18%, dan karbohidrat hanya 2%.

Penting: Karbohidrat terakumulasi dalam tubuh manusia dalam kombinasi dengan air (1g karbohidrat membutuhkan 4g air). Tetapi timbunan lemak tidak membutuhkan air, sehingga lebih mudah untuk menumpuknya, dan kemudian menggunakannya sebagai sumber energi cadangan.

Semua karbohidrat dapat dibagi menjadi dua jenis (lihat gambar): sederhana (monosakarida dan disakarida) dan kompleks (oligosakarida, polisakarida, serat).

Monosakarida (karbohidrat sederhana)

Mereka mengandung satu kelompok gula, misalnya: glukosa, fruktosa, galaktosa. Dan sekarang tentang masing-masing secara lebih rinci.

Glukosa- adalah "bahan bakar" utama tubuh manusia dan memasok energi ke otak. Ini juga mengambil bagian dalam pembentukan glikogen, dan untuk fungsi normal sel darah merah, diperlukan sekitar 40 g glukosa per hari. Bersama dengan makanan, seseorang mengkonsumsi sekitar 18g, dan dosis harian adalah 140g (diperlukan untuk berfungsinya sistem saraf pusat).

Sebuah pertanyaan alami muncul, di mana tubuh kemudian mengambil jumlah glukosa yang diperlukan untuk pekerjaannya? Tentang segala sesuatu dalam rangka. Dalam tubuh manusia, semuanya dipikirkan dengan detail terkecil, dan cadangan glukosa disimpan dalam bentuk senyawa glikogen. Dan segera setelah tubuh membutuhkan "pengisian bahan bakar", beberapa molekul dipecah dan digunakan.

Tingkat glukosa dalam darah adalah nilai yang relatif konstan dan diatur oleh hormon khusus (insulin). Segera setelah seseorang mengkonsumsi banyak karbohidrat, dan kadar glukosa meningkat tajam, insulin mengambil alih, yang menurunkan jumlah ke tingkat yang dibutuhkan. Dan Anda tidak perlu khawatir dengan porsi karbohidrat yang dimakan, persis sebanyak yang dibutuhkan tubuh (akibat kerja insulin) akan masuk ke dalam aliran darah.

Makanan yang kaya glukosa adalah:

• Anggur - 7,8%;
• Ceri dan ceri manis - 5,5%;
• Raspberry - 3,9%;
• Labu - 2,6%;
• Wortel - 2,5%.

Penting: manisnya glukosa mencapai 74 unit, dan sukrosa - 100 unit.

Fruktosa adalah gula alami yang ditemukan dalam buah-buahan dan sayuran. Tetapi penting untuk diingat bahwa mengonsumsi fruktosa dalam jumlah besar tidak hanya tidak bermanfaat, tetapi juga berbahaya. Sebagian besar fruktosa masuk ke usus dan menyebabkan peningkatan sekresi insulin. Dan jika sekarang Anda tidak melakukan aktivitas fisik aktif, maka semua glukosa disimpan dalam bentuk lemak tubuh. Sumber utama fruktosa adalah makanan seperti:

• Anggur dan apel;
• Melon dan pir;

Fruktosa jauh lebih manis daripada glukosa (2,5 kali lipat), tetapi meskipun demikian, fruktosa tidak merusak gigi dan tidak menyebabkan karies. Galaktosa tidak ditemukan dalam bentuk bebas hampir di mana saja, tetapi paling sering merupakan komponen gula susu, yang disebut laktosa.

Disakarida (karbohidrat sederhana)

Komposisi disakarida selalu mencakup gula sederhana (dalam jumlah 2 molekul) dan satu molekul glukosa (sukrosa, maltosa, laktosa). Mari kita lihat masing-masing secara lebih rinci.

Sukrosa terdiri dari molekul fruktosa dan glukosa. Paling sering, ditemukan dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk gula biasa, yang kita gunakan saat memasak dan hanya dimasukkan ke dalam teh. Jadi gula inilah yang disimpan di lapisan lemak subkutan, jadi Anda tidak boleh terbawa oleh jumlah yang dikonsumsi, bahkan dalam teh. Sumber utama sukrosa adalah gula dan bit, plum dan selai, es krim dan madu.

Maltosa adalah senyawa dari 2 molekul glukosa, yang ditemukan dalam jumlah besar dalam produk seperti: bir, muda, madu, tetes tebu, kembang gula apa pun. Laktosa, di sisi lain, terutama ditemukan dalam produk susu, dan dipecah di usus dan diubah menjadi galaktosa dan glukosa. Sebagian besar laktosa ditemukan dalam susu, keju cottage, kefir.

Jadi kami menemukan karbohidrat sederhana, saatnya beralih ke karbohidrat kompleks.

Karbohidrat kompleks

Semua karbohidrat kompleks dapat dibagi menjadi dua kategori:

• Mereka yang dapat dicerna (pati);
• Yang tidak tercerna (serat).

Pati merupakan sumber utama karbohidrat yang mendasari piramida makanan. Sebagian besar ditemukan dalam sereal, kacang-kacangan dan kentang. Sumber utama pati adalah soba, oatmeal, jelai mutiara, serta lentil dan kacang polong.

Penting: Gunakan kentang panggang dalam diet Anda, yang tinggi potasium dan mineral lainnya. Ini sangat penting karena molekul pati membengkak selama memasak dan mengurangi nilai manfaat produk. Artinya, pada awalnya produk mungkin mengandung 70%, dan setelah dimasak mungkin tidak tersisa 20%.

Serat memainkan peran yang sangat penting dalam fungsi tubuh manusia. Dengan bantuannya, kerja usus dan seluruh saluran pencernaan secara keseluruhan menjadi normal. Ini juga menciptakan media nutrisi yang diperlukan untuk pengembangan mikroorganisme penting di usus. Tubuh praktis tidak mencerna serat, tetapi memberikan rasa cepat kenyang. Sayuran, buah-buahan dan roti gandum (yang tinggi serat) digunakan untuk mencegah obesitas (karena mereka cepat membuat Anda merasa kenyang).

Sekarang mari kita beralih ke proses lain yang terkait dengan karbohidrat.

Bagaimana tubuh menyimpan karbohidrat

Cadangan karbohidrat dalam tubuh manusia terletak di otot (2/3 dari total berada), dan sisanya di hati. Total pasokan cukup hanya 12-18 jam. Dan jika Anda tidak mengisi kembali cadangan, maka tubuh mulai mengalami kekurangan, dan mensintesis zat yang dibutuhkannya dari protein dan produk metabolisme antara. Akibatnya, simpanan glikogen di hati dapat terkuras secara signifikan, yang akan menyebabkan pengendapan lemak di dalam selnya.

Secara tidak sengaja, banyak orang yang menurunkan berat badan untuk hasil yang lebih “efektif” secara signifikan memangkas jumlah karbohidrat yang dikonsumsi, dengan harapan tubuh akan menggunakan cadangan lemak. Faktanya, protein menjadi yang pertama, dan baru kemudian timbunan lemak. Penting untuk diingat bahwa karbohidrat dalam jumlah besar akan menyebabkan penambahan berat badan yang cepat hanya jika dikonsumsi dalam porsi besar (dan juga harus diserap dengan cepat).

Metabolisme karbohidrat

Metabolisme karbohidrat tergantung pada seberapa banyak glukosa dalam sistem peredaran darah dan dibagi menjadi tiga jenis proses:

• Glikolisis - glukosa dipecah, serta gula lainnya, setelah itu jumlah energi yang dibutuhkan diproduksi;
• Glikogenesis - glikogen dan glukosa disintesis;
• Glikoneogenesis - dalam proses pemecahan gliserol, asam amino dan asam laktat di hati dan ginjal, glukosa yang diperlukan terbentuk.

Di pagi hari (setelah bangun tidur), cadangan glukosa darah turun tajam karena alasan sederhana - kurangnya nutrisi dalam bentuk buah-buahan, sayuran, dan makanan lain yang mengandung glukosa. Tubuh juga diberi makan oleh kekuatannya sendiri, 75% di antaranya dilakukan dalam proses glikolisis, dan 25% jatuh pada glukoneogenesis. Artinya, pagi hari ternyata dianggap optimal untuk memanfaatkan cadangan lemak yang ada sebagai sumber energi. Dan menambah beban kardio ringan ini, Anda dapat menyingkirkan beberapa pound ekstra.

Sekarang kita akhirnya beralih ke bagian praktis dari pertanyaan, yaitu: karbohidrat apa yang baik untuk atlet, serta dalam jumlah optimal apa yang harus dikonsumsi.

Karbohidrat dan binaraga: siapa, apa, berapa banyak

Beberapa kata tentang indeks glikemik

Ketika berbicara tentang karbohidrat, tidak ada salahnya untuk menyebut istilah seperti "indeks glikemik" - yaitu, tingkat penyerapan karbohidrat. Ini adalah indikator kecepatan produk tertentu dapat meningkatkan jumlah glukosa dalam darah. Indeks glikemik tertinggi adalah 100 dan mengacu pada glukosa itu sendiri. Tubuh, setelah mengonsumsi makanan dengan indeks glikemik tinggi, mulai menyimpan kalori dan menyimpan timbunan lemak di bawah kulit. Jadi semua makanan dengan GI tinggi adalah teman setia untuk menambah berat badan dengan cepat.

Produk dengan indeks GI rendah adalah sumber karbohidrat, yang untuk waktu yang lama, secara konstan dan merata menyehatkan tubuh dan memastikan asupan glukosa yang sistematis ke dalam darah. Dengan bantuan mereka, Anda dapat menyesuaikan tubuh seakurat mungkin untuk rasa kenyang jangka panjang, serta mempersiapkan tubuh untuk aktivitas fisik aktif di gym. Bahkan ada tabel khusus untuk makanan yang mencantumkan indeks glikemik (lihat gambar).

Kebutuhan tubuh akan karbohidrat dan sumber yang tepat

Jadi saatnya telah tiba ketika kita akan mengetahui berapa banyak karbohidrat yang perlu Anda konsumsi dalam gram. Adalah logis untuk mengasumsikan bahwa binaraga adalah proses yang sangat memakan energi. Karena itu, jika Anda ingin kualitas pelatihan tidak menurun, Anda perlu memberi tubuh Anda karbohidrat "lambat" dalam jumlah yang cukup (sekitar 60-65%).

• durasi pelatihan;
• intensitas beban;
• tingkat metabolisme dalam tubuh.

Penting untuk diingat bahwa Anda tidak perlu pergi di bawah standar 100g per hari, dan juga memiliki cadangan 25-30g, yang termasuk dalam serat.

Ingatlah bahwa orang biasa mengkonsumsi sekitar 250-300g karbohidrat per hari. Bagi mereka yang berolahraga di gym dengan beban, tingkat harian meningkat dan mencapai 450-550g. Tetapi mereka tetap perlu digunakan dengan benar, dan pada waktu yang tepat (di pagi hari). Mengapa Anda perlu melakukannya dengan cara ini? Skemanya sederhana: pada paruh pertama hari (setelah tidur), tubuh mengumpulkan karbohidrat untuk "memberi makan" tubuh mereka dengan mereka (yang diperlukan untuk glikogen otot). Sisa waktu (setelah 12 jam) karbohidrat diam-diam disimpan dalam bentuk lemak. Jadi patuhi aturannya: lebih banyak di pagi hari, lebih sedikit di malam hari. Setelah pelatihan, penting untuk mematuhi aturan jendela protein-karbohidrat.

Penting: jendela protein-karbohidrat - periode waktu singkat di mana tubuh manusia dapat menyerap lebih banyak nutrisi (digunakan untuk memulihkan energi dan otot).

Sudah menjadi jelas bahwa tubuh perlu terus-menerus menerima makanan dalam bentuk karbohidrat "benar". Dan untuk memahami nilai kuantitatif, perhatikan tabel di bawah ini.

Konsep karbohidrat "benar" mencakup zat-zat yang memiliki nilai biologis tinggi (jumlah karbohidrat / 100 g produk) dan indeks glikemik rendah. Ini termasuk produk seperti:

• Kentang panggang atau rebus di kulitnya;
• Berbagai sereal (oatmeal, barley, soba, gandum);
• Produk roti dari tepung gandum dan dedak;
• Pasta (dari gandum durum);
• Buah-buahan yang rendah fruktosa dan glukosa (jeruk bali, apel, pomelo);
• Sayuran berserat dan bertepung (lobak dan wortel, labu dan zucchini).

Ini adalah makanan yang harus dimasukkan dalam diet Anda.

Waktu yang ideal untuk mengkonsumsi karbohidrat

Waktu yang paling tepat untuk mengkonsumsi takaran karbohidrat adalah:

• Waktu setelah tidur pagi;
• Sebelum pelatihan;
• Setelah latihan;
• Selama latihan.

Selain itu, masing-masing periode itu penting dan di antara mereka tidak ada yang kurang lebih cocok. Juga di pagi hari, selain karbohidrat sehat dan lambat, Anda bisa makan sesuatu yang manis (sejumlah kecil karbohidrat cepat).

Sebelum Anda pergi ke pelatihan (2-3 jam), Anda perlu memberi makan tubuh dengan karbohidrat dengan indeks glikemik rata-rata. Misalnya makan pasta atau bubur jagung/nasi. Ini akan memberikan pasokan energi yang diperlukan untuk otot dan otak.

Selama kelas di gym, Anda dapat menggunakan nutrisi perantara, yaitu minuman yang mengandung karbohidrat (setiap 20 menit, 200 ml). Ini akan memiliki manfaat ganda:

• Pengisian cadangan cairan dalam tubuh;
• Pengisian kembali depot glikogen otot.

Setelah pelatihan, yang terbaik adalah minum shake kaya protein-karbohidrat, dan setelah 1-1,5 jam setelah akhir pelatihan, makan makanan berat. Soba atau bubur gandum atau kentang paling cocok untuk ini.

Sekarang saatnya berbicara tentang peran karbohidrat dalam proses pembentukan otot.

Apakah karbohidrat membantu membangun otot?

Secara umum diterima bahwa hanya protein yang merupakan bahan pembangun otot dan hanya protein yang perlu dikonsumsi untuk membangun massa otot. Faktanya, ini tidak sepenuhnya benar. Terlebih lagi, karbohidrat tidak hanya membantu pembentukan otot, tetapi juga membantu menurunkan berat badan. Tetapi semua ini hanya mungkin jika dikonsumsi dengan benar.

Penting: agar tubuh memiliki 0,5 kg otot, Anda perlu membakar 2500 kalori. Secara alami, protein tidak dapat menyediakan jumlah seperti itu, jadi karbohidrat datang untuk menyelamatkan. Mereka memberi tubuh energi yang diperlukan dan melindungi protein dari kehancuran, memungkinkan mereka untuk bertindak sebagai blok bangunan untuk otot. Juga, karbohidrat berkontribusi pada pembakaran lemak yang cepat. Ini disebabkan oleh fakta bahwa jumlah karbohidrat yang cukup berkontribusi pada konsumsi sel-sel lemak, yang terus-menerus dibakar selama latihan.

Juga harus diingat bahwa, tergantung pada tingkat pelatihan atlet, ototnya dapat menyimpan pasokan glikogen yang lebih besar. Untuk membangun massa otot, Anda perlu mengonsumsi 7g karbohidrat untuk setiap kilogram tubuh. Jangan lupa bahwa jika Anda mulai mengonsumsi lebih banyak karbohidrat, maka intensitas bebannya juga harus ditingkatkan.

Agar Anda memahami sepenuhnya semua karakteristik nutrisi dan memahami apa dan berapa banyak yang perlu Anda konsumsi (bergantung pada usia, aktivitas fisik, dan jenis kelamin), pelajari tabel di bawah ini dengan cermat.

• Kelompok 1 - sebagian besar pekerjaan mental / menetap.
• Grup 2 - sektor jasa / pekerjaan menetap aktif.
• Kelompok 3 - pekerjaan dengan tingkat keparahan sedang - tukang kunci, operator mesin.
• Grup 4 - kerja keras - pembangun, tukang minyak, ahli metalurgi.
• Grup 5 - kerja sangat keras - penambang, pekerja baja, pemuat, atlet selama periode kompetisi.

Dan sekarang hasilnya

Untuk memastikan bahwa efektivitas pelatihan selalu di atas, dan Anda memiliki banyak kekuatan dan energi untuk ini, penting untuk mematuhi aturan tertentu:

• Diet untuk 65-70% harus terdiri dari karbohidrat, dan harus "benar" dengan indeks glikemik rendah;
• Sebelum pelatihan, Anda perlu mengonsumsi makanan dengan indikator GI rata-rata, setelah pelatihan - dengan GI rendah;
• Sarapan harus sepadat mungkin, dan di pagi hari Anda perlu makan sebagian besar dosis harian karbohidrat;
• Saat membeli produk, periksa tabel indeks glikemik dan pilih yang memiliki nilai GI sedang dan rendah;
• Jika Anda ingin mengonsumsi makanan dengan nilai GI tinggi (madu, selai, gula), sebaiknya lakukan di pagi hari;
• Sertakan lebih banyak sereal dalam diet Anda dan makanlah secara teratur;
• Ingat, karbohidrat adalah asisten protein dalam proses pembentukan massa otot, jadi jika dalam waktu lama tidak ada hasil yang nyata, maka Anda perlu meninjau diet Anda dan jumlah karbohidrat yang dikonsumsi;
• Makan buah dan serat yang tidak manis;
• Ingat roti gandum, serta kentang panggang di kulitnya;
• Terus-menerus mengisi kembali stok pengetahuan Anda tentang kesehatan dan binaraga.

Jika Anda mengikuti aturan sederhana ini, maka energi Anda akan meningkat secara nyata, dan efektivitas pelatihan akan meningkat.

Alih-alih sebuah kesimpulan

Oleh karena itu, saya ingin mengatakan bahwa Anda perlu melakukan pendekatan pelatihan secara bermakna dan dengan pengetahuan tentang masalah tersebut. Artinya, Anda perlu mengingat tidak hanya latihan apa, bagaimana melakukannya dan berapa banyak pendekatan. Tapi perhatikan juga nutrisinya, ingat tentang protein, lemak, karbohidrat dan air. Bagaimanapun, itu adalah kombinasi dari pelatihan yang tepat dan nutrisi berkualitas tinggi yang akan memungkinkan Anda untuk dengan cepat mencapai tujuan Anda - tubuh atletis yang indah. Produk seharusnya bukan hanya seperangkat, tetapi sarana untuk mencapai hasil yang diinginkan. Jadi pikirkan tidak hanya di aula, tetapi juga saat makan.

Menyukai? - Beritahu temanmu!

Karakteristik umum, struktur dan sifat karbohidrat.

Karbohidrat - Ini adalah alkohol polihidrat yang mengandung, selain gugus alkohol, gugus aldehida atau keto.

Tergantung pada jenis kelompok dalam komposisi molekul, aldosa dan ketosa dibedakan.

Karbohidrat sangat tersebar luas di alam, terutama di dunia tumbuhan, di mana mereka menyusun 70-80% massa bahan kering sel. Dalam tubuh hewan, mereka hanya menyumbang sekitar 2% dari berat badan, tetapi di sini peran mereka tidak kalah penting.

Karbohidrat dapat disimpan sebagai pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan dan manusia. Cadangan ini digunakan sesuai kebutuhan. Dalam tubuh manusia, karbohidrat disimpan terutama di hati dan otot, yang merupakan depotnya.

Di antara komponen lain dari organisme hewan dan manusia tingkat tinggi, karbohidrat menyumbang 0,5% dari berat badan. Padahal, karbohidrat sangat penting bagi tubuh. Zat-zat ini, bersama-sama dengan protein dalam bentuk proteoglikan mendasari jaringan ikat. Protein yang mengandung karbohidrat (glikoprotein dan mukoprotein) merupakan bagian integral dari lendir tubuh (fungsi pelindung, pembungkus), protein transpor plasma dan senyawa aktif imunologis (zat darah spesifik kelompok). Bagian dari karbohidrat bertindak sebagai "bahan bakar cadangan" untuk organisme energi.

Fungsi karbohidrat :

• Energi - Karbohidrat adalah salah satu sumber energi utama bagi tubuh, menyediakan setidaknya 60% dari biaya energi. Untuk aktivitas otak, sel darah, medula ginjal, hampir semua energi disuplai oleh oksidasi glukosa. Dengan pemecahan lengkap 1 g karbohidrat, 4,1 kkal/mol(17,15 kJ/mol) energi.

• Plastik Karbohidrat atau turunannya terdapat di semua sel tubuh. Mereka adalah bagian dari membran biologis dan organel sel, berpartisipasi dalam pembentukan enzim, nukleoprotein, dll. Pada tumbuhan, karbohidrat berfungsi terutama sebagai bahan pendukung.

• pelindung - rahasia kental (lendir) yang disekresikan oleh berbagai kelenjar kaya akan karbohidrat atau turunannya (mukopolisakarida, dll.). Mereka melindungi dinding bagian dalam organ berongga pada saluran pencernaan, saluran udara dari pengaruh mekanis dan kimia, penetrasi mikroba patogen.

• Peraturan - makanan manusia mengandung sejumlah besar serat, struktur kasar yang menyebabkan iritasi mekanis pada selaput lendir lambung dan usus, sehingga berpartisipasi dalam pengaturan tindakan peristaltik.

• Spesifik - karbohidrat individu melakukan fungsi khusus dalam tubuh: mereka terlibat dalam konduksi impuls saraf, pembentukan antibodi, memastikan kekhususan golongan darah, dll.

Signifikansi fungsional karbohidrat menentukan kebutuhan untuk menyediakan nutrisi ini bagi tubuh. Kebutuhan karbohidrat harian seseorang rata-rata 400 - 450 g, dengan mempertimbangkan usia, jenis pekerjaan, jenis kelamin dan beberapa faktor lainnya.

komposisi unsur. Karbohidrat terdiri dari unsur-unsur kimia berikut: karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagian besar karbohidrat memiliki rumus umum C n (H 2 O ) n. Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun dari karbon dan air, yang menjadi dasar penamaannya. Namun, di antara karbohidrat ada zat yang tidak sesuai dengan rumus di atas, misalnya, rhamnose C 6 H 12 O 5, dll. Pada saat yang sama, diketahui zat yang komposisinya sesuai dengan rumus umum karbohidrat, tetapi memang demikian. bukan milik mereka dalam hal sifat (asam asetat C 2 H 12 O 2). Oleh karena itu, nama "karbohidrat" agak sewenang-wenang dan tidak selalu sesuai dengan struktur kimia zat ini.

Karbohidrat- Ini adalah zat organik yang merupakan aldehida atau keton dari alkohol polihidrat.

Monosakarida

Monosakarida - Ini adalah alkohol alifatik polihidrat yang dalam komposisinya mengandung gugus aldehida (aldosa) atau gugus keto (ketosa).

Monosakarida adalah zat padat, kristal, larut dalam air dan rasanya manis. Dalam kondisi tertentu, mereka mudah teroksidasi, akibatnya alkohol aldehida diubah menjadi asam, akibatnya alkohol aldehida diubah menjadi asam, dan setelah reduksi, menjadi alkohol yang sesuai.

Sifat kimia monosakarida :

• Oksidasi menjadi asam mono-, dikarboksilat dan glukuronat;

• Pemulihan alkohol;

• pembentukan ester;

• Pembentukan glikosida;

• Fermentasi: alkohol, asam laktat, asam sitrat dan butirat.

Monosakarida yang tidak dapat dihidrolisis menjadi gula yang lebih sederhana. Jenis monosakarida tergantung pada panjang rantai hidrokarbon. Tergantung pada jumlah atom karbon, mereka dibagi menjadi triosa, tetrosa, pentosa, heksosa.

triosa: gliseraldehida dan dihidroksiaseton, mereka adalah produk antara pemecahan glukosa dan terlibat dalam sintesis lemak. kedua triosa dapat diperoleh dari alkohol gliserol dengan dehidrogenasi atau hidrogenasi.

Tetrosa: eritrosis - terlibat aktif dalam proses metabolisme.

Pentosa: ribosa dan deoksiribosa adalah komponen asam nukleat, ribulosa dan xilulosa adalah produk antara oksidasi glukosa.

Heksosa: mereka paling banyak terwakili di dunia hewan dan tumbuhan dan memainkan peran penting dalam proses metabolisme. Ini termasuk glukosa, galaktosa, fruktosa, dll.

Glukosa (gula anggur) . Ini adalah karbohidrat utama pada tumbuhan dan hewan. Peran penting glukosa dijelaskan oleh fakta bahwa glukosa merupakan sumber energi utama, membentuk dasar dari banyak oligo- dan polisakarida, dan terlibat dalam mempertahankan tekanan osmotik. Pengangkutan glukosa ke dalam sel diatur di banyak jaringan oleh hormon insulin pankreas. Di dalam sel, selama reaksi kimia multi-tahap, glukosa diubah menjadi zat lain (produk antara yang terbentuk selama pemecahan glukosa digunakan untuk mensintesis asam amino dan lemak), yang pada akhirnya dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air, sambil melepaskan energi yang digunakan oleh tubuh untuk memastikan kehidupan. Kadar glukosa dalam darah biasanya dinilai dari keadaan metabolisme karbohidrat dalam tubuh. Dengan penurunan kadar glukosa dalam darah atau konsentrasinya yang tinggi dan ketidakmungkinan menggunakannya, seperti yang terjadi pada diabetes, kantuk terjadi, kehilangan kesadaran (koma hipoglikemik) dapat terjadi. Kecepatan masuknya glukosa ke dalam otak dan jaringan hati tidak bergantung pada insulin dan hanya ditentukan oleh konsentrasinya dalam darah. Jaringan ini disebut insulin-independen. Tanpa adanya insulin, glukosa tidak akan masuk ke dalam sel dan tidak akan digunakan sebagai bahan bakar..

galaktosa. Sebuah isomer spasial glukosa, ditandai dengan lokasi gugus OH pada atom karbon keempat. Ini adalah bagian dari laktosa, beberapa polisakarida dan glikolipid. Galaktosa dapat mengalami isomerisasi menjadi glukosa (di hati, kelenjar susu).

Fruktosa (gula buah). Ini ditemukan dalam jumlah besar pada tanaman, terutama pada buah-buahan. Banyak dalam buah-buahan, bit gula, madu. Mudah terisomerisasi menjadi glukosa. Jalur pemecahan fruktosa lebih pendek dan lebih menguntungkan daripada jalur glukosa. Tidak seperti glukosa, ia dapat menembus dari darah ke dalam sel jaringan tanpa partisipasi insulin. Untuk alasan ini, fruktosa direkomendasikan sebagai sumber karbohidrat paling aman bagi penderita diabetes. Bagian dari fruktosa masuk ke sel-sel hati, yang mengubahnya menjadi "bahan bakar" yang lebih serbaguna - glukosa, sehingga fruktosa juga mampu meningkatkan kadar gula darah, meskipun pada tingkat yang jauh lebih rendah daripada gula sederhana lainnya.

Menurut struktur kimianya, glukosa dan galaktosa adalah alkohol aldehida, fruktosa adalah alkohol keto. Perbedaan struktur glukosa dan fruktosa mencirikan perbedaan dan beberapa sifat mereka. Glukosa mengembalikan logam dari oksidanya, fruktosa tidak memiliki sifat ini. Fruktosa kira-kira 2 kali lebih lambat diserap dari usus dibandingkan dengan glukosa.

Ketika atom karbon keenam dalam molekul heksosa dioksidasi, asam hexuronic (uronic) : dari glukosa - glukoronik, dari galaktosa - galakturonik.

Asam glukuronat mengambil bagian aktif dalam proses metabolisme dalam tubuh, misalnya, dalam netralisasi produk beracun, adalah bagian dari mukopolisakarida, dll. Fungsinya adalah menggabungkan dalam organ dengan zat yang sukar larut dalam air. Akibatnya, pengikat menjadi larut dalam air dan diekskresikan dalam urin. Rute ekskresi ini sangat penting untuk air hormon steroid larut, produk degradasinya, dan juga untuk isolasi produk degradasi bahan obat. Tanpa interaksi dengan asam glukuronat, pemecahan lebih lanjut dan ekskresi pigmen empedu dari tubuh terganggu.

Monosakarida dapat memiliki gugus amino .

Ketika molekul heksosa dari gugus OH dari atom karbon kedua digantikan oleh gugus amino, gula amino - heksosamin terbentuk: glukosamin disintesis dari glukosa, galaktosamin disintesis dari galaktosa, yang merupakan bagian dari membran sel dan muco- polisakarida baik dalam bentuk bebas maupun dalam kombinasi dengan asam asetat.

gula amino disebut monosakarida, yangtempat gugus OH membawa gugus amino (- NH 2).

Gula amino adalah konstituen yang paling penting glikosaminoglikan.

Monosakarida membentuk ester . Gugus OH dari molekul monosakarida; seperti alkohol apa pun kelompok, dapat berinteraksi dengan asam. Di tengah menukarkangula ester sangat penting. Untuk mengaktifkanuntuk dimetabolisme, gula harus menjadieter fosfat. Dalam hal ini, atom karbon terminal terfosforilasi. Untuk heksosa, ini adalah C-1 dan C-6, untuk pentosa, C-1 dan C-5, dll. Rasa sakitLebih dari dua gugus OH tidak mengalami fosforilasi. Oleh karena itu, peran utama dimainkan oleh gula mono dan difosfat. Atas nama fosfor ester biasanya menunjukkan posisi ikatan ester.

Oligosakarida

Oligosakarida memiliki dua atau lebih monosakarida. Mereka ditemukan dalam sel dan cairan biologis, baik dalam bentuk bebas maupun dalam kombinasi dengan protein. Disakarida sangat penting bagi tubuh: sukrosa, maltosa, laktosa, dll. Karbohidrat ini melakukan fungsi energi. Diasumsikan bahwa, sebagai bagian dari sel, mereka berpartisipasi dalam proses "pengenalan" sel.

sukrosa(bit atau gula tebu). Terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa. Dia adalah adalah produk nabati dan komponen terpenting makanan bergizi, memiliki rasa paling manis dibandingkan dengan disakarida dan glukosa lainnya.

Kandungan sukrosa dalam gula pasir adalah 95%. Gula dengan cepat dipecah di saluran pencernaan, glukosa dan fruktosa diserap ke dalam darah dan berfungsi sebagai sumber energi dan prekursor glikogen dan lemak yang paling penting. Ini sering disebut sebagai "pembawa kalori kosong" karena gula adalah karbohidrat murni dan tidak mengandung nutrisi lain seperti vitamin, garam mineral, misalnya.

Laktosa(gula susu) terdiri dari glukosa dan galaktosa, disintesis di kelenjar susu selama menyusui. Di saluran pencernaan, itu dipecah oleh aksi enzim laktase. Kekurangan enzim ini pada beberapa orang menyebabkan intoleransi susu. Kekurangan enzim ini diamati pada sekitar 40% dari populasi orang dewasa. Laktosa yang tidak tercerna berfungsi sebagai nutrisi yang baik untuk mikroflora usus. Pada saat yang sama, pembentukan gas yang melimpah dimungkinkan, perut "membengkak". Dalam produk susu fermentasi, sebagian besar laktosa difermentasi menjadi asam laktat, sehingga penderita defisiensi laktase dapat mentolerir produk susu fermentasi tanpa konsekuensi yang tidak menyenangkan. Selain itu, bakteri asam laktat dalam produk susu fermentasi menghambat aktivitas mikroflora usus dan mengurangi efek samping laktosa.

Maltosa terdiri dari dua molekul glukosa dan merupakan komponen struktural utama pati dan glikogen.

Polisakarida

Polisakarida - Karbohidrat dengan berat molekul tinggi, tersusun atas sejumlah besar monosakarida. Mereka memiliki sifat hidrofilik dan membentuk larutan koloid ketika dilarutkan dalam air.

Polisakarida dibagi menjadi homo- dan gete roposakarida.

Homopolisakarida. Mengandung monosakarida hanya satu jenis. Gak, puasa pati dan glikogen kawanan hanya dari molekul glukosa, inulin - fruktosa. Homopolisakarida sangat bercabang struktur dan merupakan campuran dari dua polimer - amilosa dan amilopektin. Amilosa terdiri dari 60-300 residu glukosa yang dihubungkan rantai melalui jembatan oksigen, terbentuk antara atom karbon pertama dari satu molekul dan atom karbon keempat dari yang lain (ikatan 1,4).

amilosa larut dalam air panas dan memberikan warna biru dengan yodium.

Amilopektin - polimer bercabang yang terdiri dari rantai lurus (ikatan 1,4) dan rantai bercabang, yang terbentuk karena ikatan antara atom karbon pertama dari satu molekul glukosa dan atom karbon keenam dari yang lain dengan bantuan jembatan oksigen (ikatan 1,6).

Perwakilan dari homopolisakarida adalah pati, serat dan glikogen.

Pati(polisakarida tumbuhan)- terdiri dari beberapa ribu residu glukosa, 10-20% di antaranya diwakili oleh amilosa, dan 80-90% oleh amilopektin. Pati tidak larut dalam air dingin, tetapi dalam air panas membentuk larutan koloid, biasa disebut pasta pati. Pati menyumbang hingga 80% dari karbohidrat yang dikonsumsi dengan makanan. Sumber pati adalah produk nabati, terutama sereal: sereal, tepung, roti, dan kentang. Sereal mengandung paling banyak pati (dari 60% dalam soba (kernel) dan hingga 70% dalam beras).

Selulosa, atau selulosa,- karbohidrat tanaman paling umum di bumi, terbentuk dalam jumlah sekitar 50 kg per penduduk Bumi. Selulosa adalah polisakarida linier yang terdiri dari 1000 atau lebih residu glukosa. Di dalam tubuh, serat terlibat dalam aktivasi motilitas lambung dan usus, merangsang sekresi cairan pencernaan, dan menciptakan rasa kenyang.

Glikogen(pati hewani) adalah karbohidrat penyimpanan utama tubuh manusia, terdiri dari sekitar 30.000 residu glukosa, yang membentuk struktur bercabang. Dalam jumlah yang paling signifikan, glikogen terakumulasi di hati dan jaringan otot, termasuk otot jantung. Fungsi glikogen otot adalah bahwa itu adalah sumber glukosa yang tersedia yang digunakan dalam proses energi di otot itu sendiri. Glikogen hati digunakan untuk mempertahankan konsentrasi glukosa darah fisiologis, terutama di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam setelah makan, simpanan glikogen di hati hampir habis seluruhnya. Kandungan glikogen otot menurun secara nyata hanya setelah kerja fisik yang lama dan berat. Dengan kekurangan glukosa, dengan cepat rusak dan mengembalikan tingkat normal dalam darah. Dalam sel, glikogen dikaitkan dengan protein sitoplasma dan sebagian dengan membran intraseluler.

Heteropolisakarida (glikosaminoglikan atau mukopolisakarida) (awalan "muco-" menunjukkan bahwa mereka pertama kali diperoleh dari musin). Mereka terdiri dari berbagai jenis monosakarida (glukosa, galaktosa) dan turunannya (gula amino, asam hexuronic). Zat lain juga ditemukan dalam komposisinya: basa nitrogen, asam organik dan beberapa lainnya.

Glikosaminoglikan adalah seperti jeli, zat lengket. Mereka melakukan berbagai fungsi, termasuk struktural, pelindung, pengatur, dll. Glikosaminoglikan, misalnya, membentuk sebagian besar zat antar sel jaringan, adalah bagian dari kulit, tulang rawan, cairan sinovial, dan badan vitreus mata. Di dalam tubuh, mereka ditemukan dalam kombinasi dengan protein (proteoglikan dan glikoprotein) dan lemak (glikolipid), di mana polisakarida merupakan bagian terbesar dari molekul (hingga 90% atau lebih). Berikut ini penting untuk tubuh.

asam hialuronat- bagian utama dari zat antar sel, semacam "semen biologis" yang menghubungkan sel, mengisi seluruh ruang antar sel. Ini juga bertindak sebagai filter biologis yang menjebak mikroba dan mencegah penetrasi mereka ke dalam sel, dan terlibat dalam pertukaran air dalam tubuh.

Perlu dicatat bahwa asam hialuronat terurai di bawah aksi enzim hyaluronidase tertentu. Dalam hal ini, struktur zat antar sel terganggu, "retak" terbentuk dalam komposisinya, yang mengarah pada peningkatan permeabilitasnya terhadap air dan zat lainnya. Hal ini penting dalam proses pembuahan sel telur oleh spermatozoa, yang kaya akan enzim ini. Beberapa bakteri juga mengandung hyaluronidase, yang sangat memudahkan penetrasi mereka ke dalam sel.

X ondroitin sulfat- asam sulfat kondroitin, berfungsi sebagai komponen struktural tulang rawan, ligamen, katup jantung, tali pusat, dll. Mereka berkontribusi pada pengendapan kalsium di tulang.

Heparin terbentuk di sel mast, yang ditemukan di paru-paru, hati dan organ lain, dan dilepaskan oleh mereka ke dalam darah dan lingkungan antar sel. Dalam darah, ia mengikat protein dan mencegah pembekuan darah, bertindak sebagai antikoagulan. Selain itu, heparin memiliki efek antiinflamasi, mempengaruhi pertukaran kalium dan natrium, dan melakukan fungsi antihipoksia.

Kelompok khusus glikosaminoglikan adalah senyawa yang mengandung asam neuraminik dan turunan karbohidrat. Senyawa asam neuraminic dengan asam asetat disebut asam opal. Mereka ditemukan di membran sel, air liur dan cairan biologis lainnya.

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari karbon dan oksigen. Ada karbohidrat sederhana, atau monosakarida, seperti glukosa, dan kompleks, atau polisakarida, yang dibagi menjadi lebih rendah, mengandung sedikit residu karbohidrat sederhana, seperti disakarida, dan lebih tinggi, memiliki molekul yang sangat besar dari banyak residu karbohidrat sederhana. Pada organisme hewan, kandungan karbohidrat sekitar 2% berat kering.

Kebutuhan harian rata-rata orang dewasa dalam karbohidrat adalah 500 g, dan dengan kerja otot yang intensif - 700-1000 g.

Jumlah karbohidrat per hari harus 60% berat, dan 56% berat dari jumlah total makanan.

Glukosa terkandung dalam darah, di mana jumlahnya dipertahankan pada tingkat yang konstan (0,1-0,12%). Setelah penyerapan di usus, monosakarida dikirim oleh darah ke tempat sintesis glikogen dari monosakarida, yang merupakan bagian dari sitoplasma, berlangsung. Toko glikogen disimpan terutama di otot dan di hati.

Jumlah total glikogen dalam tubuh seseorang dengan berat 70 kg adalah sekitar 375 g, di mana 245 g terkandung dalam otot, 110 g (hingga 150 g) di hati, 20 g dalam darah dan cairan tubuh lainnya. Dalam tubuh orang yang terlatih, glikogen 40-50% lebih banyak daripada yang tidak terlatih.

Karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi kehidupan dan kerja tubuh.

Di dalam tubuh, dalam kondisi bebas oksigen (anaerob), karbohidrat terurai menjadi asam laktat, melepaskan energi. Proses ini disebut glikolisis. Dengan partisipasi oksigen (kondisi aerobik), mereka dipecah menjadi karbon dioksida dan, sambil melepaskan lebih banyak energi. Yang sangat penting secara biologis adalah pemecahan karbohidrat secara anaerobik dengan partisipasi asam fosfat - fosforilasi.

Fosforilasi glukosa terjadi di hati dengan partisipasi enzim. Sumber glukosa dapat berupa asam amino dan lemak. Di hati, dari glukosa pra-fosforilasi, molekul polisakarida besar, glikogen, terbentuk. Jumlah glikogen dalam hati manusia tergantung pada sifat nutrisi dan aktivitas otot. Dengan partisipasi enzim lain di hati, glikogen dipecah menjadi glukosa - pembentukan gula. Pemecahan glikogen di hati dan otot rangka selama puasa dan kerja otot disertai dengan sintesis glikogen secara simultan. Glukosa, yang dibentuk di hati, masuk dan dibawa bersamanya ke semua sel dan jaringan.

Hanya sebagian kecil protein dan lemak yang melepaskan energi dalam proses penghancuran desmolitik dan, oleh karena itu, berfungsi sebagai sumber energi langsung. Sebagian besar protein dan lemak, bahkan sebelum hancur total, pertama kali diubah menjadi karbohidrat di otot. Selain itu, dari saluran pencernaan, produk hidrolisis protein dan lemak masuk ke hati, di mana asam amino dan lemak diubah menjadi glukosa. Proses ini disebut sebagai glukoneogenesis. Sumber utama pembentukan glukosa di hati adalah glikogen, bagian yang jauh lebih kecil dari glukosa diperoleh dengan glukoneogenesis, di mana pembentukan badan keton tertunda. Dengan demikian, metabolisme karbohidrat secara signifikan mempengaruhi metabolisme, dan air.

Ketika konsumsi glukosa oleh otot yang bekerja meningkat 5-8 kali, glikogen terbentuk di hati dari lemak dan protein.

Tidak seperti protein dan lemak, karbohidrat mudah dipecah, sehingga cepat dimobilisasi oleh tubuh dengan biaya energi yang tinggi (kerja otot, emosi sakit, takut, marah, dll.). Pemecahan karbohidrat membuat tubuh tetap stabil dan merupakan sumber energi utama bagi otot. Karbohidrat sangat penting untuk fungsi normal sistem saraf. Penurunan gula darah menyebabkan penurunan suhu tubuh, kelemahan dan kelelahan otot, serta gangguan aktivitas saraf.

Dalam jaringan, hanya sebagian kecil dari glukosa yang dibawa oleh darah yang digunakan untuk pelepasan energi. Sumber utama metabolisme karbohidrat dalam jaringan adalah glikogen, yang sebelumnya disintesis dari glukosa.

Selama kerja otot - konsumen utama karbohidrat - cadangan glikogen di dalamnya digunakan, dan hanya setelah cadangan ini benar-benar habis, penggunaan langsung glukosa yang dikirim ke otot oleh darah dimulai. Ini mengkonsumsi glukosa, yang terbentuk dari simpanan glikogen di hati. Setelah bekerja, otot memperbaharui pasokan glikogen mereka, mensintesisnya dari glukosa darah, dan hati - karena monosakarida yang diserap di saluran pencernaan dan pemecahan protein dan lemak.

Misalnya, dengan peningkatan glukosa darah di atas 0,15-0,16% karena kandungannya yang melimpah dalam makanan, yang disebut sebagai hiperglikemia makanan, dikeluarkan dari tubuh dengan urin - glikosuria.

Di sisi lain, bahkan dengan puasa yang berkepanjangan, tingkat glukosa dalam darah tidak berkurang, karena glukosa memasuki darah dari jaringan selama pemecahan glikogen di dalamnya.

Deskripsi singkat tentang komposisi, struktur, dan peran ekologis karbohidrat

Karbohidrat adalah zat organik yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, memiliki rumus umum C n (H 2 O) m (untuk sebagian besar zat ini).

Nilai n sama dengan m (untuk monosakarida), atau lebih besar darinya (untuk kelas karbohidrat lain). Rumus umum di atas tidak sesuai dengan deoksiribosa.

Karbohidrat dibagi menjadi monosakarida, di (oligo) sakarida dan polisakarida. Di bawah ini adalah deskripsi singkat dari masing-masing perwakilan dari setiap kelas karbohidrat.

Deskripsi singkat tentang monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang rumus umumnya adalah C n (H 2 O) n (pengecualian adalah deoksiribosa).

Klasifikasi monosakarida

Monosakarida adalah kelompok senyawa yang cukup luas dan kompleks, sehingga memiliki klasifikasi yang kompleks menurut berbagai kriteria:

1) menurut jumlah karbon yang terkandung dalam molekul monosakarida, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa dibedakan; Pentosa dan heksosa adalah kepentingan praktis terbesar;

2) menurut gugus fungsinya, monosakarida dibagi menjadi ketosa dan aldosa;

3) menurut jumlah atom yang terkandung dalam molekul monosakarida siklik, piranosa (mengandung 6 atom) dan furanosa (mengandung 5 atom) dibedakan;

4) berdasarkan pengaturan spasial hidroksida "glukosidik" (hidroksida ini diperoleh dengan menempelkan atom hidrogen ke oksigen dari gugus karbonil), monosakarida dibagi menjadi bentuk alfa dan beta. Mari kita lihat beberapa monosakarida terpenting yang paling penting secara biologis dan ekologis di alam.

Deskripsi singkat tentang pentosa

Pentosa adalah monosakarida, molekul yang mengandung 5 atom karbon. Zat-zat ini dapat berupa rantai terbuka dan siklik, aldosa dan ketosa, senyawa alfa dan beta. Di antara mereka, ribosa dan deoksiribosa adalah yang paling penting secara praktis.

Rumus ribosa secara umum berbentuk C 5 H 10 O 5. Ribosa adalah salah satu zat dari mana ribonukleotida disintesis, dari mana berbagai asam ribonukleat (RNA) kemudian diperoleh. Oleh karena itu, bentuk alfa furanosa (5 anggota) dari ribosa adalah yang paling penting (dalam formula, RNA digambarkan dalam bentuk segi lima biasa).

Rumus deoksiribosa dalam bentuk umum adalah C 5 H 10 O 4. Deoksiribosa adalah salah satu zat dari mana deoksiribonukleotida disintesis dalam organisme; yang terakhir adalah bahan awal untuk sintesis asam deoksiribonukleat (DNA). Oleh karena itu, bentuk alfa siklik dari deoksiribosa, yang tidak memiliki hidroksida pada atom karbon kedua dalam siklus, adalah yang paling penting.

Bentuk rantai terbuka ribosa dan deoksiribosa adalah aldosa, yaitu mengandung 4 (3) gugus hidroksida dan satu gugus aldehida. Dengan pemecahan lengkap asam nukleat, ribosa dan deoksiribosa dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air; Proses ini disertai dengan pelepasan energi.

Deskripsi singkat tentang heksosa

Heksosa adalah monosakarida yang molekulnya mengandung enam atom karbon. Rumus umum heksosa adalah C 6 (H 2 O) 6 atau C 6 H 12 O 6. Semua varietas heksosa adalah isomer yang sesuai dengan rumus di atas. Di antara heksosa, ada ketosa, dan aldosa, dan bentuk molekul alfa dan beta, bentuk rantai terbuka dan siklik, bentuk molekul siklik piranosa dan furanosa. Yang paling penting di alam adalah glukosa dan fruktosa, yang dibahas secara singkat di bawah ini.

1. Glukosa. Seperti heksosa lainnya, ia memiliki rumus umum C 6 H 12 O 6 . Itu milik aldosa, yaitu mengandung gugus fungsi aldehida dan 5 gugus hidroksida (karakteristik alkohol), oleh karena itu, glukosa adalah alkohol aldehida poliatomik (gugus-gugus ini terkandung dalam bentuk rantai terbuka, gugus aldehida tidak ada dalam siklik bentuk, karena berubah menjadi hidroksida kelompok yang disebut "hidroksida glukosidik"). Bentuk siklik dapat berupa beranggota lima (furanosa) atau beranggota enam (piranosa). Yang paling penting di alam adalah bentuk piranosa dari molekul glukosa. Bentuk siklik piranosa dan furanosa dapat berupa alfa atau beta, tergantung pada lokasi hidroksida glukosidik relatif terhadap gugus hidroksida lain dalam molekul.

Menurut sifat fisiknya, glukosa adalah padatan kristal putih dengan rasa manis (intensitas rasa ini mirip dengan sukrosa), sangat larut dalam air dan mampu membentuk larutan lewat jenuh (“sirup”). Karena molekul glukosa mengandung atom karbon asimetris (yaitu, atom yang terhubung ke empat radikal berbeda), larutan glukosa memiliki aktivitas optik, oleh karena itu, D-glukosa dan L-glukosa dibedakan, yang memiliki aktivitas biologis berbeda.

Dari sudut pandang biologis, kemampuan glukosa untuk dengan mudah teroksidasi menurut skema adalah yang paling penting:

6 12 O 6 (glukosa) → (tahap menengah) → 6СO 2 + 6Н 2 O.

Glukosa adalah senyawa biologis penting, karena digunakan oleh tubuh melalui oksidasi sebagai nutrisi universal dan sumber energi yang mudah diakses.

2. Fruktosa. Ini adalah ketosis, rumus umumnya adalah C 6 H 12 O 6, yaitu isomer glukosa, ditandai dengan rantai terbuka dan bentuk siklik. Yang paling penting adalah beta-B-fructofuranose atau singkatnya beta-fruktosa. Sukrosa terbuat dari beta-fruktosa dan alfa-glukosa. Dalam kondisi tertentu, fruktosa mampu berubah menjadi glukosa selama reaksi isomerisasi. Fruktosa memiliki sifat fisik yang mirip dengan glukosa, tetapi lebih manis dari itu.

Deskripsi singkat tentang disakarida

Disakarida adalah produk dari reaksi dikondensasi dari molekul monosakarida yang sama atau berbeda.

Disakarida adalah salah satu varietas oligosakarida (sejumlah kecil molekul monosakarida (sama atau berbeda) terlibat dalam pembentukan molekulnya.

Perwakilan disakarida yang paling penting adalah sukrosa (bit atau gula tebu). Sukrosa adalah produk interaksi alfa-D-glukopiranosa (alfa-glukosa) dan beta-D-fruktofuranosa (beta-fruktosa). Rumus umumnya adalah C 12 H 22 O 11. Sukrosa adalah salah satu dari banyak isomer disakarida.

Ini adalah zat kristal putih yang ada di berbagai keadaan: berbutir kasar ("kepala gula"), kristal halus (gula pasir), amorf (gula bubuk). Ini larut dengan baik dalam air, terutama dalam air panas (dibandingkan dengan air panas, kelarutan sukrosa dalam air dingin relatif rendah), sehingga sukrosa mampu membentuk "larutan lewat jenuh" - sirup yang dapat "manisan", yaitu, halus- suspensi kristal terbentuk. Larutan sukrosa yang terkonsentrasi mampu membentuk sistem kaca khusus - karamel, yang digunakan oleh manusia untuk mendapatkan varietas manisan tertentu. Sukrosa adalah zat yang manis, tetapi intensitas rasa manisnya kurang dari fruktosa.

Sifat kimia sukrosa yang paling penting adalah kemampuannya untuk menghidrolisis, di mana alfa-glukosa dan beta-fruktosa terbentuk, yang masuk ke dalam reaksi metabolisme karbohidrat.

Bagi manusia, sukrosa adalah salah satu produk makanan terpenting, karena merupakan sumber glukosa. Namun, konsumsi sukrosa yang berlebihan berbahaya, karena menyebabkan pelanggaran metabolisme karbohidrat, yang disertai dengan munculnya penyakit: diabetes, penyakit gigi, obesitas.

Karakteristik umum polisakarida

Polisakarida disebut polimer alami, yang merupakan produk dari reaksi polikondensasi monosakarida. Sebagai monomer untuk pembentukan polisakarida, pentosa, heksosa dan monosakarida lainnya dapat digunakan. Dalam istilah praktis, produk polikondensasi heksosa adalah yang paling penting. Polisakarida juga dikenal, molekul yang mengandung atom nitrogen, seperti kitin.

Polisakarida berbasis heksosa memiliki rumus umum (C 6 H 10 O 5)n. Mereka tidak larut dalam air, sementara beberapa di antaranya mampu membentuk larutan koloid. Yang paling penting dari polisakarida ini adalah berbagai varietas pati nabati dan hewani (yang terakhir disebut glikogen), serta varietas selulosa (serat).

Karakteristik umum sifat dan peran ekologis pati

Pati merupakan polisakarida yang merupakan produk dari reaksi polikondensasi alfa-glukosa (alpha-D-glucopyranose). Berdasarkan asalnya, pati nabati dan hewani dibedakan. Pati hewan disebut glikogen. Meskipun secara umum molekul pati memiliki struktur yang sama, komposisi yang sama, tetapi sifat individu pati yang diperoleh dari tanaman yang berbeda berbeda. Jadi, tepung kentang berbeda dengan tepung jagung, dll. Tetapi semua jenis tepung memiliki sifat yang sama. Ini adalah zat padat, putih, kristal halus atau amorf, "rapuh" saat disentuh, tidak larut dalam air, tetapi dalam air panas mereka mampu membentuk larutan koloid yang mempertahankan stabilitasnya bahkan ketika didinginkan. Bentuk pati baik sol (misalnya, jeli cair) dan gel (misalnya, agar-agar yang dibuat dengan kandungan pati tinggi adalah massa agar-agar yang dapat dipotong dengan pisau).

Kemampuan pati untuk membentuk larutan koloid dikaitkan dengan globularitas molekulnya (molekul itu, seolah-olah, digulung menjadi bola). Setelah kontak dengan air hangat atau panas, molekul air menembus di antara belokan molekul pati, volume molekul meningkat dan kepadatan zat berkurang, yang mengarah pada transisi molekul pati ke karakteristik keadaan gerak sistem koloid. Rumus umum pati adalah: (C 6 H 10 O 5) n, molekul zat ini memiliki dua varietas, salah satunya disebut amilosa (tidak ada rantai samping dalam molekul ini), dan yang lainnya adalah amilopektin ( molekul memiliki rantai samping di mana koneksi terjadi melalui 1 - 6 atom karbon oleh jembatan oksigen).

Sifat kimia terpenting yang menentukan peran biologis dan ekologis pati adalah kemampuannya untuk menjalani hidrolisis, yang pada akhirnya membentuk disakarida maltosa atau alfa-glukosa (ini adalah produk akhir dari hidrolisis pati):

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 (alfa-glukosa).

Proses ini terjadi pada organisme di bawah aksi seluruh kelompok enzim. Karena proses ini, tubuh diperkaya dengan glukosa - senyawa nutrisi terpenting.

Reaksi kualitatif terhadap pati adalah interaksinya dengan yodium, di mana terjadi warna merah-ungu. Reaksi ini digunakan untuk mendeteksi pati dalam berbagai sistem.

Peran biologis dan ekologis pati cukup besar. Ini adalah salah satu senyawa penyimpanan terpenting dalam organisme tanaman, misalnya, pada tanaman dari keluarga sereal. Untuk hewan, pati adalah zat trofik yang paling penting.

Deskripsi singkat tentang sifat dan peran ekologis dan biologis selulosa (serat)

Selulosa (serat) adalah polisakarida, yang merupakan produk dari reaksi polikondensasi beta-glukosa (beta-D-glukopiranosa). Rumus umumnya adalah (C 6 H 10 O 5) n. Tidak seperti pati, molekul selulosa sangat linier dan memiliki struktur fibrillar ("filamen"). Perbedaan struktur molekul pati dan selulosa menjelaskan perbedaan peran biologis dan ekologisnya. Selulosa bukanlah cadangan atau zat trofik, karena tidak dapat dicerna oleh sebagian besar organisme (dengan pengecualian beberapa jenis bakteri yang dapat menghidrolisis selulosa dan mengasimilasi beta-glukosa). Selulosa tidak mampu membentuk larutan koloid, tetapi dapat membentuk struktur filamen yang kuat secara mekanis yang memberikan perlindungan bagi organel sel individu dan kekuatan mekanis berbagai jaringan tanaman. Seperti pati, selulosa dihidrolisis dalam kondisi tertentu, dan produk akhir hidrolisisnya adalah beta-glukosa (beta-D-glucopyranose). Di alam, peran proses ini relatif kecil (tetapi memungkinkan biosfer untuk "mengasimilasikan" selulosa).

(C 6 H 10 O 5) n (serat) + n (H 2 O) → n (C 6 H 12 O 6) (beta-glukosa atau beta-D-glukopiranosa) (dengan hidrolisis serat yang tidak lengkap, pembentukan disakarida larut adalah mungkin - selobiosa).

Dalam kondisi alami, serat (setelah kematian tanaman) mengalami dekomposisi, akibatnya pembentukan berbagai senyawa dimungkinkan. Karena proses ini, humus (komponen organik tanah), berbagai jenis batu bara terbentuk (minyak dan batu bara terbentuk dari sisa-sisa berbagai organisme hewan dan tumbuhan yang mati tanpa adanya, mis., dalam kondisi anaerobik, seluruh kompleks zat organik terlibat dalam pembentukannya, termasuk karbohidrat).

Peran ekologis dan biologis serat adalah: a) pelindung; b) mekanis; c) senyawa formatif (untuk beberapa bakteri ia melakukan fungsi trofik). Sisa-sisa organisme tumbuhan yang mati adalah substrat untuk beberapa organisme - serangga, jamur, berbagai mikroorganisme.

Deskripsi singkat tentang peran ekologi dan biologis karbohidrat

Meringkas materi di atas terkait dengan karakteristik karbohidrat, kita dapat menarik kesimpulan berikut tentang peran ekologis dan biologisnya.

1. Mereka melakukan fungsi bangunan baik di dalam sel maupun di dalam tubuh secara keseluruhan karena fakta bahwa mereka adalah bagian dari struktur yang membentuk sel dan jaringan (ini terutama berlaku untuk tumbuhan dan jamur), misalnya, membran sel, berbagai membran, dll. Selain itu, karbohidrat terlibat dalam pembentukan zat yang diperlukan secara biologis yang membentuk sejumlah struktur, misalnya, dalam pembentukan asam nukleat yang membentuk dasar kromosom; karbohidrat adalah bagian dari protein kompleks - glikoprotein, yang sangat penting dalam pembentukan struktur seluler dan zat antar sel.

2. Fungsi karbohidrat yang paling penting adalah fungsi trofik, yang terdiri dari fakta bahwa banyak dari mereka adalah produk makanan organisme heterotrofik (glukosa, fruktosa, pati, sukrosa, maltosa, laktosa, dll.). Zat-zat ini, dalam kombinasi dengan senyawa lain, membentuk produk makanan yang digunakan oleh manusia (berbagai sereal; buah-buahan dan biji-bijian tanaman individu, yang termasuk karbohidrat dalam komposisinya, adalah makanan untuk burung, dan monosakarida, memasuki siklus berbagai transformasi, berkontribusi untuk pembentukan karbohidrat mereka sendiri, karakteristik untuk organisme tertentu, dan senyawa organo-biokimia lainnya (lemak, asam amino (tetapi bukan proteinnya), asam nukleat, dll.).

3. Karbohidrat juga dicirikan oleh fungsi energi, yang terdiri dari fakta bahwa monosakarida (khususnya glukosa) mudah dioksidasi dalam organisme (produk akhir oksidasi adalah CO 2 dan H 2 O), sedangkan sejumlah besar energi dilepaskan, disertai dengan sintesis ATP.

4. Mereka juga memiliki fungsi pelindung, terdiri dari fakta bahwa struktur (dan organel tertentu dalam sel) muncul dari karbohidrat yang melindungi sel atau tubuh secara keseluruhan dari berbagai kerusakan, termasuk kerusakan mekanis (misalnya, penutup chitinous serangga yang membentuk kerangka luar, membran sel tumbuhan dan banyak jamur, termasuk selulosa, dll.).

5. Peran penting dimainkan oleh fungsi mekanis dan pembentukan karbohidrat, yaitu kemampuan struktur yang dibentuk baik oleh karbohidrat atau dalam kombinasi dengan senyawa lain untuk memberikan bentuk tertentu pada tubuh dan membuatnya kuat secara mekanis; dengan demikian, membran sel dari jaringan mekanis dan pembuluh xilem membuat kerangka (kerangka internal) tanaman berkayu, semak dan herba, kerangka luar serangga dibentuk oleh kitin, dll.

Deskripsi singkat metabolisme karbohidrat pada organisme heterotrofik (pada contoh tubuh manusia)

Peran penting dalam memahami proses metabolisme dimainkan oleh pengetahuan tentang transformasi yang dialami karbohidrat dalam organisme heterotrofik. Dalam tubuh manusia, proses ini ditandai dengan deskripsi skema berikut.

Karbohidrat dalam makanan masuk ke dalam tubuh melalui mulut. Monosakarida dalam sistem pencernaan praktis tidak mengalami transformasi, disakarida dihidrolisis menjadi monosakarida, dan polisakarida mengalami transformasi yang cukup signifikan (ini berlaku untuk polisakarida yang dikonsumsi oleh tubuh, dan karbohidrat yang bukan zat makanan, misalnya selulosa, beberapa pektin, dikeluarkan diekskresikan dalam tinja).

Di rongga mulut, makanan dihancurkan dan dihomogenkan (menjadi lebih homogen dari sebelum masuk). Makanan dipengaruhi oleh air liur yang dikeluarkan oleh kelenjar ludah. Ini mengandung ptyalin dan memiliki reaksi basa lingkungan, yang menyebabkan hidrolisis primer polisakarida dimulai, yang mengarah pada pembentukan oligosakarida (karbohidrat dengan nilai n kecil).

Sebagian pati bahkan bisa berubah menjadi disakarida, yang terlihat dengan mengunyah roti dalam waktu lama (roti hitam asam menjadi manis).

Makanan yang dikunyah, kaya akan air liur dan dihancurkan oleh gigi, masuk ke perut melalui kerongkongan dalam bentuk gumpalan makanan, di mana ia terkena jus lambung dengan reaksi asam dari media yang mengandung enzim yang bekerja pada protein dan asam nukleat. Hampir tidak ada yang terjadi di perut dengan karbohidrat.

Kemudian bubur makanan memasuki bagian pertama dari usus (usus kecil), dimulai dengan duodenum. Ini menerima jus pankreas (sekresi pankreas), yang mengandung kompleks enzim yang mempromosikan pencernaan karbohidrat. Karbohidrat diubah menjadi monosakarida, yang larut dalam air dan dapat diserap. Karbohidrat makanan akhirnya dicerna di usus kecil, dan di bagian di mana vili terkandung, mereka diserap ke dalam aliran darah dan memasuki sistem peredaran darah.

Dengan aliran darah, monosakarida dibawa ke berbagai jaringan dan sel tubuh, tetapi pertama-tama semua darah melewati hati (di mana ia dibersihkan dari produk metabolisme yang berbahaya). Dalam darah, monosakarida hadir terutama dalam bentuk alfa-glukosa (tetapi isomer heksosa lainnya, seperti fruktosa, juga mungkin).

Jika glukosa darah kurang dari normal, maka bagian dari glikogen yang terkandung dalam hati dihidrolisis menjadi glukosa. Kelebihan karbohidrat mencirikan penyakit manusia yang serius - diabetes.

Dari darah, monosakarida memasuki sel, di mana sebagian besar dihabiskan untuk oksidasi (di mitokondria), di mana ATP disintesis, yang mengandung energi dalam bentuk "nyaman" bagi tubuh. ATP dihabiskan untuk berbagai proses yang membutuhkan energi (sintesis zat-zat yang dibutuhkan tubuh, pelaksanaan fisiologis dan proses lainnya).

Bagian dari karbohidrat dalam makanan digunakan untuk mensintesis karbohidrat dari organisme tertentu, yang diperlukan untuk pembentukan struktur sel, atau senyawa yang diperlukan untuk pembentukan zat dari kelas senyawa lain (ini adalah bagaimana lemak, asam nukleat, dll. .dapat diperoleh dari karbohidrat). Kemampuan karbohidrat untuk berubah menjadi lemak adalah salah satu penyebab obesitas - penyakit yang melibatkan kompleks penyakit lain.

Karena itu, konsumsi karbohidrat berlebih berbahaya bagi tubuh manusia, yang harus diperhitungkan saat mengatur diet seimbang.

Pada organisme tumbuhan yang autotrof, metabolisme karbohidrat agak berbeda. Karbohidrat (monosugar) disintesis oleh tubuh sendiri dari karbon dioksida dan air menggunakan energi matahari. Di-, oligo- dan polisakarida disintesis dari monosakarida. Bagian dari monosakarida termasuk dalam sintesis asam nukleat. Organisme tumbuhan menggunakan sejumlah monosakarida (glukosa) dalam proses respirasi untuk oksidasi, di mana (seperti pada organisme heterotrofik) ATP disintesis.

Karbohidrat dalam makanan.

Karbohidrat merupakan sumber energi utama dan mudah didapat bagi tubuh manusia. Semua karbohidrat adalah molekul kompleks yang terdiri dari karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), namanya berasal dari kata "batubara" dan "air".

Dari sumber energi utama yang kita ketahui, tiga dapat dibedakan:

Karbohidrat (hingga 2% dari cadangan)
- lemak (hingga 80% dari cadangan)
- protein (hingga 18% dari stok )

Karbohidrat adalah bahan bakar tercepat, yang terutama digunakan untuk produksi energi, tetapi cadangannya sangat kecil (rata-rata 2% dari total). akumulasi mereka membutuhkan banyak air (untuk mempertahankan 1g karbohidrat, 4g air diperlukan), dan air tidak diperlukan untuk pengendapan lemak.

Simpanan utama karbohidrat disimpan dalam tubuh dalam bentuk glikogen (karbohidrat kompleks). Sebagian besar massanya terkandung dalam otot (sekitar 70%), sisanya di hati (30%).
Anda dapat mengetahui semua fungsi lain dari karbohidrat serta struktur kimianya

Karbohidrat dalam makanan diklasifikasikan sebagai berikut.

Jenis karbohidrat.

Karbohidrat, dalam klasifikasi sederhana, dibagi menjadi dua kelas utama: sederhana dan kompleks. Sederhana, pada gilirannya, terdiri dari monosakarida dan oligosakarida, kompleks polisakarida dan berserat.

Karbohidrat sederhana.

Monosakarida

Glukosa("gula anggur", dekstrosa).
Glukosa- yang paling penting dari semua monosakarida, karena merupakan unit struktural dari sebagian besar makanan di- dan polisakarida. Dalam tubuh manusia, glukosa merupakan sumber energi utama dan paling serbaguna untuk proses metabolisme. Semua sel tubuh hewan memiliki kemampuan untuk menyerap glukosa. Pada saat yang sama, tidak semua sel tubuh, tetapi hanya beberapa jenisnya, memiliki kemampuan untuk menggunakan sumber energi lain - misalnya, asam lemak bebas dan gliserol, fruktosa atau asam laktat. Dalam proses metabolisme, mereka dipecah menjadi molekul monosakarida individu, yang, dalam reaksi kimia multi-tahap, diubah menjadi zat lain dan akhirnya dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air - digunakan sebagai "bahan bakar" untuk sel. Glukosa merupakan komponen penting dari metabolisme karbohidrat. Dengan penurunan kadarnya dalam darah atau konsentrasi tinggi dan ketidakmampuan untuk menggunakan, seperti yang terjadi pada diabetes, kantuk terjadi, kehilangan kesadaran (koma hipoglikemik) dapat terjadi.
Glukosa "dalam bentuknya yang murni", sebagai monosakarida, ditemukan dalam sayuran dan buah-buahan. Terutama kaya glukosa adalah anggur - 7,8%, ceri, ceri - 5,5%, raspberry - 3,9%, stroberi - 2,7%, plum - 2,5%, semangka - 2,4%. Dari sayuran, sebagian besar glukosa ditemukan di labu - 2,6%, di kol putih - 2,6%, di wortel - 2,5%.
Glukosa kurang manis dibandingkan disakarida yang paling terkenal, sukrosa. Jika kita ambil manisnya sukrosa 100 satuan, maka manisnya glukosa menjadi 74 satuan.

Fruktosa(gula buah).
Fruktosa adalah salah satu yang paling umum karbohidrat buah-buahan. Tidak seperti glukosa, ia dapat berpindah dari darah ke sel-sel jaringan tanpa partisipasi insulin (hormon yang menurunkan kadar glukosa darah). Untuk alasan ini, fruktosa direkomendasikan sebagai sumber yang paling aman. karbohidrat untuk pasien diabetes. Bagian dari fruktosa memasuki sel-sel hati, yang mengubahnya menjadi "bahan bakar" yang lebih universal - glukosa, sehingga fruktosa juga mampu meningkatkan gula darah, meskipun pada tingkat yang jauh lebih rendah daripada gula sederhana lainnya. Fruktosa lebih mudah diubah menjadi lemak daripada glukosa. Keuntungan utama fruktosa adalah 2,5 kali lebih manis dari glukosa dan 1,7 kali lebih manis dari sukrosa. Penggunaannya sebagai pengganti gula dapat mengurangi asupan secara keseluruhan karbohidrat.
Sumber utama fruktosa dalam makanan adalah anggur - 7,7%, apel - 5,5%, pir - 5,2%, ceri, ceri manis - 4,5%, semangka - 4,3%, kismis hitam - 4,2% , raspberry - 3,9%, stroberi - 2,4 %, melon - 2,0%. Dalam sayuran, kandungan fruktosa rendah - dari 0,1% pada bit hingga 1,6% pada kubis putih. Fruktosa ditemukan dalam madu - sekitar 3,7%. Fruktosa, yang memiliki rasa manis yang jauh lebih tinggi daripada sukrosa, telah terbukti tidak menyebabkan kerusakan gigi, yang didorong oleh konsumsi gula.

galaktosa(semacam gula susu).
galaktosa tidak terjadi dalam bentuk bebas dalam produk. Ini membentuk disakarida dengan glukosa - laktosa (gula susu) - yang utama karbohidrat susu dan produk susu.

Oligosakarida

sukrosa(gula meja).
sukrosa adalah disakarida (karbohidrat yang terdiri dari dua komponen) yang dibentuk oleh molekul glukosa dan fruktosa. Jenis sukrosa yang paling umum adalah - Gula. Kandungan sukrosa dalam gula adalah 99,5%, padahal gula adalah sukrosa murni.
Gula dengan cepat dipecah di saluran pencernaan, glukosa dan fruktosa diserap ke dalam darah dan berfungsi sebagai sumber energi dan prekursor glikogen dan lemak yang paling penting. Ini sering disebut sebagai "pembawa kalori kosong" karena gula itu murni karbohidrat dan tidak mengandung zat gizi lain, seperti misalnya vitamin, garam mineral. Dari produk nabati, sukrosa paling banyak ditemukan dalam bit - 8,6%, persik - 6,0%, melon - 5,9%, prem - 4,8%, jeruk keprok - 4,5%. Dalam sayuran, kecuali bit, kandungan sukrosa yang signifikan dicatat dalam wortel - 3,5%. Pada sayuran lain, kandungan sukrosa berkisar antara 0,4 hingga 0,7%. Selain gula itu sendiri, sumber utama sukrosa dalam makanan adalah selai, madu, kembang gula, minuman manis, es krim.

Laktosa(gula susu).
Laktosa dipecah di saluran pencernaan menjadi glukosa dan galaktosa oleh aksi enzim laktase. Kekurangan enzim ini pada beberapa orang menyebabkan intoleransi susu. Laktosa yang tidak tercerna berfungsi sebagai nutrisi yang baik untuk mikroflora usus. Pada saat yang sama, pembentukan gas yang melimpah dimungkinkan, perut "membengkak". Dalam produk susu fermentasi, sebagian besar laktosa difermentasi menjadi asam laktat, sehingga penderita defisiensi laktase dapat mentolerir produk susu fermentasi tanpa konsekuensi yang tidak menyenangkan. Selain itu, bakteri asam laktat dalam produk susu fermentasi menghambat aktivitas mikroflora usus dan mengurangi efek samping laktosa.
Galaktosa, yang terbentuk selama pemecahan laktosa, diubah menjadi glukosa di hati. Dengan defisiensi herediter bawaan atau tidak adanya enzim yang mengubah galaktosa menjadi glukosa, penyakit serius berkembang - galaktosemia , yang mengarah pada keterbelakangan mental.
Kandungan laktosa dalam susu sapi adalah 4,7%, dalam keju cottage - dari 1,8% hingga 2,8%, dalam krim asam - dari 2,6 hingga 3,1%, dalam kefir - dari 3,8 hingga 5,1% , dalam yoghurt - sekitar 3%.

Maltosa(gula malt).
Terbentuk ketika dua molekul glukosa bergabung. Terkandung dalam produk-produk seperti: malt, madu, bir, molase, produk roti dan kembang gula yang dibuat dengan penambahan molase.

Atlet harus menghindari mengambil glukosa dalam bentuk murni dan makanan yang kaya gula sederhana dalam jumlah besar, karena mereka memicu proses pembentukan lemak.

Karbohidrat kompleks.

Karbohidrat kompleks terutama terdiri dari unit berulang senyawa glukosa. (polimer glukosa)

Polisakarida

Polisakarida tumbuhan (pati).
Pati- polisakarida utama yang dicerna, itu adalah rantai kompleks yang terdiri dari glukosa. Ini menyumbang hingga 80% dari karbohidrat yang dikonsumsi dengan makanan. Pati adalah karbohidrat kompleks atau "lambat", sehingga merupakan sumber energi yang disukai untuk penambahan berat badan dan penurunan berat badan. Di saluran pencernaan, pati dapat dihidrolisis (penguraian zat di bawah aksi air) dipecah menjadi dekstrin (fragmen pati), dan sebagai hasilnya, menjadi glukosa dan sudah diserap oleh tubuh dalam bentuk ini.
Sumber pati adalah produk nabati, terutama sereal: sereal, tepung, roti, dan kentang. Sereal mengandung paling banyak pati: dari 60% dalam soba (kernel) hingga 70% dalam beras. Dari sereal, pati paling sedikit ditemukan dalam oatmeal dan produk olahannya: oatmeal, oatmeal "Hercules" - 49%. Pasta mengandung 62 hingga 68% pati, roti tepung gandum hitam, tergantung pada varietasnya, dari 33% hingga 49%, roti gandum dan produk lain yang terbuat dari tepung terigu - dari 35 hingga 51% pati, tepung - dari 56 (gandum hitam) hingga 68% (premi gandum). Ada juga banyak pati dalam kacang-kacangan - dari 40% dalam lentil hingga 44% dalam kacang polong. Dan juga dapat diketahui kandungan pati yang tidak sedikit pada kentang (15-18%).

Polisakarida hewani (glikogen).
Glikogen-terdiri dari rantai molekul glukosa yang sangat bercabang. Setelah makan, sejumlah besar glukosa mulai memasuki aliran darah dan tubuh manusia menyimpan kelebihan glukosa dalam bentuk glikogen. Ketika kadar glukosa darah mulai turun (misalnya, selama latihan), tubuh memecah glikogen dengan bantuan enzim, akibatnya kadar glukosa tetap normal dan organ (termasuk otot selama latihan) mendapatkan cukup untuk produksi energi. . Glikogen disimpan terutama di hati dan otot, ditemukan dalam jumlah kecil dalam produk hewani (2-10% di hati, 0,3-1% di jaringan otot). Total pasokan glikogen adalah 100-120 g. Dalam binaraga, hanya glikogen yang terkandung dalam jaringan otot yang penting.

berserat

serat makanan (tidak dapat dicerna, berserat)
Serat makanan atau serat makanan mengacu pada nutrisi yang, seperti air dan garam mineral, tidak memberi tubuh energi, tetapi memainkan peran besar dalam hidupnya. Serat makanan ditemukan terutama dalam makanan nabati yang rendah atau sangat rendah gula. Biasanya dikombinasikan dengan nutrisi lain.

Jenis serat.

Selulosa dan Hemiselulosa
Selulosa hadir dalam tepung gandum utuh, dedak, kubis, kacang polong, kacang hijau dan lilin, brokoli, kubis Brussel, kulit mentimun, paprika, apel, wortel.
hemiselulosa ditemukan dalam dedak, sereal, biji-bijian mentah, bit, kubis Brussel, tunas sawi.
Selulosa dan hemiselulosa menyerap air, memfasilitasi aktivitas usus besar. Intinya, mereka "mengisi" limbah dan memindahkannya melalui usus besar lebih cepat. Ini tidak hanya mencegah sembelit, tetapi juga melindungi terhadap divertikulosis, kolitis spasmodik, wasir, kanker usus besar dan varises.

lignin
Jenis serat ini ditemukan dalam sereal yang digunakan untuk sarapan, dedak, sayuran basi (ketika sayuran disimpan, kandungan lignin di dalamnya meningkat dan kurang mudah dicerna), serta dalam terong, kacang hijau, stroberi, kacang polong, dan kacang polong. lobak.
Lignin mengurangi kecernaan serat lainnya. Selain itu, ia mengikat asam empedu, membantu menurunkan kadar kolesterol dan mempercepat perjalanan makanan melalui usus.

Gum dan Pektin
Komedi ditemukan dalam oatmeal dan produk oat lainnya, dalam kacang kering.
Pektin hadir dalam apel, buah jeruk, wortel, kembang kol dan kubis, kacang polong kering, kacang hijau, kentang, stroberi, stroberi, minuman buah.
Gum dan pektin mempengaruhi proses penyerapan di lambung dan usus halus. Dengan mengikat asam empedu, mereka mengurangi penyerapan lemak dan menurunkan kadar kolesterol. Mereka menunda pengosongan lambung dan, dengan membungkus usus, memperlambat penyerapan gula setelah makan, yang berguna untuk penderita diabetes, karena mengurangi dosis insulin yang dibutuhkan.

Mengetahui jenis-jenis karbohidrat, dan fungsinya, muncul pertanyaan berikut -

Karbohidrat apa dan berapa banyak yang harus dimakan?

Di sebagian besar produk, karbohidrat adalah komponen utama, oleh karena itu, seharusnya tidak ada masalah dengan mendapatkannya dari makanan, oleh karena itu, karbohidrat merupakan bagian terbesar dari makanan sehari-hari kebanyakan orang.
Karbohidrat yang masuk ke tubuh kita dengan makanan memiliki tiga jalur metabolisme:

1) Glikogenesis(Makanan karbohidrat kompleks yang masuk ke saluran pencernaan kita dipecah menjadi glukosa, dan kemudian disimpan dalam bentuk karbohidrat kompleks - glikogen dalam sel otot dan hati, dan digunakan sebagai sumber nutrisi cadangan ketika konsentrasi glukosa dalam darah rendah)
2) Glukoneogenesis(proses pembentukan di hati dan zat kortikal ginjal (sekitar 10%) - glukosa, dari asam amino, asam laktat, gliserol)
3) Glikolisis(pemecahan glukosa dan karbohidrat lain dengan pelepasan energi)

Metabolisme karbohidrat terutama ditentukan oleh adanya glukosa dalam aliran darah, sumber energi yang penting dan serbaguna ini dalam tubuh. Kehadiran glukosa dalam darah tergantung pada makanan terakhir dan komposisi nutrisi makanan. Artinya, jika Anda baru saja sarapan, maka konsentrasi glukosa dalam darah akan tinggi, jika Anda menahan diri dari makan untuk waktu yang lama, itu akan rendah. Lebih sedikit glukosa - lebih sedikit energi dalam tubuh, ini jelas, itulah sebabnya ada gangguan pada perut kosong. Pada saat kandungan glukosa dalam aliran darah rendah, dan ini diamati dengan sangat baik di pagi hari, setelah tidur panjang, di mana Anda tidak mempertahankan tingkat glukosa yang tersedia dalam darah dengan porsi makanan berkarbohidrat, tubuh diisi ulang dalam keadaan kelaparan dengan bantuan glikolisis - 75%, dan 25% dengan bantuan glukoneogenesis, yaitu pemecahan karbohidrat kompleks yang tersimpan, serta asam amino, gliserol dan asam laktat.
Juga, hormon pankreas memainkan peran penting dalam mengatur konsentrasi glukosa dalam darah. insulin. Insulin adalah hormon transportasi yang membawa kelebihan glukosa ke sel-sel otot dan jaringan lain dari tubuh, sehingga mengatur tingkat maksimum glukosa dalam darah. Pada orang yang kelebihan berat badan yang tidak mengikuti diet mereka, insulin mengubah kelebihan karbohidrat dari makanan menjadi lemak ke dalam tubuh, ini terutama karakteristik karbohidrat cepat.
Untuk memilih karbohidrat yang tepat dari seluruh variasi makanan, konsep seperti itu digunakan sebagai - indeks glikemik.

Indeks glikemik adalah tingkat penyerapan karbohidrat dari makanan ke dalam aliran darah dan respon insulin pankreas. Ini menunjukkan efek makanan pada kadar gula darah. Indeks ini diukur pada skala dari 0 hingga 100, itu tergantung pada jenis produk, karbohidrat yang berbeda dicerna secara berbeda, beberapa cepat, dan karenanya mereka akan memiliki indeks glikemik tinggi, beberapa lambat, standar untuk penyerapan cepat adalah glukosa murni. , ia memiliki indeks glikemik sama dengan 100.

GI suatu produk tergantung pada beberapa faktor:

- Jenis karbohidrat (karbohidrat sederhana memiliki GI tinggi, karbohidrat kompleks memiliki GI rendah)
- Jumlah serat (semakin banyak dalam makanan, semakin rendah GI)
- Cara makanan diproses (misalnya, GI meningkat selama perlakuan panas)
- Kandungan lemak dan protein (semakin banyak dalam makanan, semakin rendah GI)

Ada banyak tabel berbeda yang menentukan indeks glikemik makanan, berikut adalah salah satunya:

Tabel indeks glikemik makanan memungkinkan Anda membuat keputusan yang tepat saat memilih makanan mana yang akan dimasukkan ke dalam diet harian Anda dan mana yang secara sadar dikecualikan.
Prinsipnya sederhana: semakin tinggi indeks glikemik, semakin jarang Anda memasukkan makanan seperti itu ke dalam diet Anda. Sebaliknya, semakin rendah indeks glikemik, semakin sering Anda mengonsumsi makanan tersebut.

Namun, karbohidrat cepat juga berguna bagi kita dalam makanan penting seperti:

- di pagi hari (setelah tidur panjang, konsentrasi glukosa dalam darah sangat rendah, dan harus diisi ulang secepat mungkin untuk mencegah tubuh memperoleh energi yang diperlukan untuk kehidupan dengan bantuan asam amino, dengan menghancurkan serat otot)
- dan setelah pelatihan (ketika pengeluaran energi untuk pekerjaan fisik yang intens secara signifikan mengurangi konsentrasi glukosa dalam darah, setelah pelatihan sangat ideal untuk mengambil karbohidrat lebih cepat untuk mengisinya secepat mungkin dan mencegah katabolisme)

Berapa banyak makan karbohidrat?

Dalam binaraga dan kebugaran, karbohidrat harus membentuk setidaknya 50% dari semua nutrisi (tentu saja, kita tidak berbicara tentang "pengeringan" atau penurunan berat badan).
Ada banyak alasan untuk mengisi diri Anda dengan banyak karbohidrat, terutama jika menyangkut makanan utuh yang tidak diproses. Namun, pertama-tama, Anda harus memahami bahwa ada batas tertentu dalam kemampuan tubuh untuk mengumpulkannya. Bayangkan sebuah tangki bensin: hanya dapat menampung sejumlah liter bensin. Jika Anda mencoba menuangkan lebih banyak ke dalamnya, kelebihannya pasti akan tumpah. Setelah simpanan karbohidrat diubah menjadi jumlah glikogen yang dibutuhkan, hati mulai memproses kelebihannya menjadi lemak, yang kemudian disimpan di bawah kulit dan di bagian tubuh lainnya.
Jumlah glikogen otot yang dapat Anda simpan tergantung pada seberapa banyak otot yang Anda miliki. Sama seperti beberapa tangki bensin lebih besar dari yang lain, otot berbeda dari orang ke orang. Semakin berotot Anda, semakin banyak glikogen yang dapat disimpan tubuh Anda.
Untuk memastikan Anda mendapatkan jumlah karbohidrat yang tepat — tidak lebih dari yang seharusnya — hitung asupan karbohidrat harian Anda menggunakan rumus berikut. Untuk membangun massa otot per hari Anda harus mengambil -

7g karbohidrat per kilogram berat badan (kalikan berat badan Anda dalam kilogram dengan 7).

Dengan meningkatkan asupan karbohidrat Anda ke tingkat yang diperlukan, Anda harus menambahkan latihan kekuatan tambahan. Jumlah karbohidrat yang banyak selama binaraga akan memberi Anda lebih banyak energi, memungkinkan Anda untuk berolahraga lebih keras dan lebih lama dan mencapai hasil yang lebih baik.
Anda dapat menghitung diet harian Anda dengan mempelajari artikel ini lebih detail.