Carbohidrații sunt compuși organici formați din carbon și oxigen. Există carbohidrați simpli, sau monozaharide, cum ar fi glucoza, și complexe, sau polizaharide, care sunt împărțite în mai mici, care conțin puține reziduuri. carbohidrați simpli, cum ar fi dizaharidele, și mai mare, având foarte molecule mari din multe reziduuri de carbohidrați simpli. La organismele animale, conținutul de carbohidrați este de aproximativ 2% greutate uscată.

Necesarul zilnic mediu al unui adult în carbohidrați este de 500 g, iar cu muncă musculară intensivă - 700-1000 g.

Cantitatea de carbohidrați pe zi ar trebui să fie de 60% din greutate și de 56% din greutate. total alimente.

Glucoza este conținută în sânge, în care cantitatea sa este menținută la un nivel constant (0,1-0,12%). După absorbția în intestin, monozaharidele sunt livrate de sânge acolo unde are loc sinteza glicogenului din monozaharide, care face parte din citoplasmă. Rezervele de glicogen sunt stocate în principal în mușchi și în ficat.

Cantitatea totală de glicogen dintr-un corp uman care cântărește 70 kg este de aproximativ 375 g, din care 245 g sunt conținute în mușchi, 110 g (până la 150 g) în ficat, 20 g în sânge și alte fluide corporale. organismul unei persoane antrenate, glicogenul este cu 40 -50% mai mult decât neantrenat.

Carbohidrați - sursa principala energie pentru viața și munca corpului.

În organism, în condiții fără oxigen (anaerobe), carbohidrații se descompun în acid lactic, eliberând energie. Acest proces se numește glicoliză. Cu participarea oxigenului (condiții aerobe), ele sunt împărțite în dioxid de carbon și, în același timp, eliberează mult mai multă energie. mare semnificație biologică are o descompunere anaerobă a carbohidraților cu participarea acidului fosforic - fosforilare.

Fosforilarea glucozei are loc în ficat cu participarea enzimelor. Sursa de glucoză poate fi aminoacizii și grăsimile. În ficat, din glucoză prefosforilată, se formează molecule uriașe de polizaharide, glicogen. Cantitatea de glicogen din ficatul uman depinde de natura nutriției și de activitatea musculară. Odată cu participarea altor enzime în ficat, glicogenul este descompus în formarea glucozei - zahăr. Defalcarea glicogenului în ficat și mușchii scheletici în timpul postului și a muncii musculare este însoțită de sinteza simultană a glicogenului. Glucoza, formată în ficat, intră și este livrată cu ea în toate celulele și țesuturile.

Doar o mică parte din proteine ​​și grăsimi eliberează energie în procesul de descompunere desmolitică și, prin urmare, servește ca sursă directă de energie. O parte semnificativă a proteinelor și grăsimilor, chiar înainte de dezintegrarea completă, este mai întâi transformată în carbohidrați în mușchi. În plus, din canalul digestiv, produsele hidrolizei proteinelor și grăsimilor intră în ficat, unde aminoacizii și grăsimile sunt transformate în glucoză. Acest proces este denumit gluconeogeneză. Principala sursă de formare a glucozei în ficat este glicogenul, o parte mult mai mică de glucoză este obținută prin gluconeogeneză, timp în care formarea corpilor cetonici este întârziată. Astfel, metabolismul carbohidraților afectează semnificativ metabolismul și apa.

Când consumul de glucoză de către mușchii care lucrează crește de 5-8 ori, glicogenul se formează în ficat din grăsimi și proteine.

Spre deosebire de proteine ​​și grăsimi, carbohidrații se descompun ușor, astfel încât sunt rapid mobilizați de organism cu costuri energetice mari (muncă musculară, emoții de durere, frică, furie etc.). Descompunerea carbohidraților menține organismul stabil și este principala sursă de energie pentru mușchi. Carbohidrații sunt esențiali pentru funcționarea normală a sistemului nervos. Scăderea zahărului din sânge duce la scăderea temperaturii corpului, slăbiciune și oboseală a mușchilor și tulburări ale activității nervoase.

În țesuturi, doar o parte foarte mică din glucoza furnizată de sânge este utilizată cu eliberarea de energie. Principala sursă a metabolismului carbohidraților în țesuturi este glicogenul, sintetizat anterior din glucoză.

În timpul lucrului mușchilor - principalii consumatori de carbohidrați - sunt utilizate rezervele de glicogen din ei și numai după ce aceste rezerve sunt complet epuizate, începe utilizarea directă a glucozei livrate mușchilor de către sânge. Aceasta consumă glucoză, formată din depozitele de glicogen din ficat. După muncă, mușchii își reînnoiesc aportul de glicogen, sintetizându-l din glucoza din sânge, iar ficatul - datorită monozaharidelor absorbite în tractul digestiv și descompunerii proteinelor și grăsimilor.

De exemplu, cu o creștere a glicemiei peste 0,15-0,16% datorită conținutului său abundent în alimente, care se numește hiperglicemie alimentară, este excretată din organism cu urină - glicozurie.

Pe de altă parte, chiar și cu postul prelungit, nivelul de glucoză din sânge nu scade, deoarece glucoza intră în sânge din țesuturi în timpul descompunerii glicogenului din acestea.

Scurtă descriere a compoziției, structurii și rolului ecologic al carbohidraților

Carbohidrații sunt substanțe organice formate din carbon, hidrogen și oxigen, având formula generală C n (H 2 O) m (pentru marea majoritate a acestor substanțe).

Valoarea lui n este fie egală cu m (pentru monozaharide), fie mai mare decât aceasta (pentru alte clase de carbohidrați). De mai sus formula generala nu corespunde dezoxiribozei.

Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, di (oligo)zaharide și polizaharide. Mai jos este o scurtă descriere reprezentanți individuali fiecare clasă de carbohidrați.

Scurtă descriere a monozaharidelor

Monozaharidele sunt carbohidrați a căror formulă generală este C n (H 2 O) n (excepția este deoxiriboza).

Clasificarea monozaharidelor

Monozaharidele sunt destul de extinse și grup complex compuși, deci au clasificare complexă din diverse motive:

1) după numărul de carbon conținut într-o moleculă de monozaharidă se disting tetroze, pentoze, hexoze, heptoze; cel mai mare valoare practică au pentoze și hexoze;

2) în funcție de grupele funcționale, monozaharidele se împart în cetoze și aldoze;

3) după numărul de atomi conținuți în molecula de monozaharidă ciclică se disting piranoze (conțin 6 atomi) și furanoze (conțin 5 atomi);

4) pe baza aranjamentului spațial al hidroxidului „glucozidic” (acest hidroxid se obține prin atașarea unui atom de hidrogen la oxigenul grupării carbonil), monozaharidele se împart în forme alfa și beta. Să aruncăm o privire asupra unora dintre cele mai importante monozaharide de cea mai mare importanță biologică și ecologică din natură.

Scurtă descriere a pentozelor

Pentozele sunt monozaharide, a căror moleculă conține 5 atomi de carbon. Aceste substanțe pot fi atât cu lanț deschis, cât și ciclice, aldoze și cetoze, compuși alfa și beta. Dintre acestea, riboza și deoxiriboza au cea mai mare importanță practică.

formula de riboză în vedere generala C5H10O5. Riboza este una dintre substanțele din care se sintetizează ribonucleotidele, din care se obțin ulterior diverși acizi ribonucleici (ARN). Prin urmare, forma alfa furanoză (5-membri) a ribozei este de cea mai mare importanță (în formule, ARN-ul este reprezentat sub forma unui pentagon obișnuit).

Formula dezoxiribozei în formă generală este C5H10O4. Deoxiriboza este una dintre substanțele din care se sintetizează dezoxiribonucleotidele în organism; acestea din urmă sunt materiile prime pentru sinteza deoxiribo acizi nucleici(ADN). Prin urmare, forma ciclică alfa a deoxiribozei, care nu are un hidroxid la al doilea atom de carbon din ciclu, este de cea mai mare importanță.

Formele cu lanț deschis ale ribozei și dezoxiribozei sunt aldoze, adică conțin 4 (3) grupări hidroxid și o grupare aldehidă. Odată cu descompunerea completă a acizilor nucleici, riboza și deoxiriboza sunt oxidate la dioxid de carbon și apă; Acest proces este însoțit de eliberarea de energie.

Scurtă descriere a hexozelor

Hexozele sunt monozaharide ale căror molecule conțin șase atomi de carbon. Formula generală a hexozelor este C 6 (H 2 O) 6 sau C 6 H 12 O 6. Toate soiurile de hexoze sunt izomeri care corespund formulei de mai sus. Printre hexoze, există cetoze și aldoze și forme alfa și beta de molecule, forme ciclice și cu lanț deschis, forme ciclice de piranoză și furanoză. De cea mai mare importanță în natură sunt glucoza și fructoza, care sunt discutate pe scurt mai jos.

1. Glucoză. Ca orice hexoză, are formula generală C 6 H 12 O 6 . Aparține aldozelor, adică conține o grupă funcțională aldehidă și 5 grupări hidroxid (caracteristice alcoolilor), prin urmare, glucoza este un alcool aldehidic poliatomic (aceste grupe sunt conținute într-o formă cu lanț deschis, gruparea aldehidă este absentă în ciclul ciclic). formează, deoarece transformă într-un hidroxid o grupă numită „hidroxid glucozidic”). Forma ciclică poate fi fie cu cinci membri (furanoză), fie cu șase membri (piranoză). Cea mai importantă în natură este forma piranoză a moleculei de glucoză. Formele ciclice de piranoză și furanoză pot fi fie forme alfa, fie beta, în funcție de locația hidroxidului glucozidic față de alte grupări hidroxid din moleculă.

Din punct de vedere al proprietăților fizice, glucoza este un solid cristalin alb cu gust dulce (intensitatea acestui gust este asemănătoare zaharozei), foarte solubil în apă și capabil să formeze soluții suprasaturate („siropuri”). Deoarece molecula de glucoză conține atomi de carbon asimetrici (adică atomi legați la patru radicali diferiți), soluțiile de glucoză au activitate optică, prin urmare, se disting D-glucoza și L-glucoza, care au activitate biologică diferită.

Din punct de vedere biologic, capacitatea glucozei de a se oxida cu ușurință conform schemei este cea mai importantă:

С 6 Н 12 O 6 (glucoză) → (stadii intermediare) → 6СO 2 + 6Н 2 O.

Glucoza este un compus important din punct de vedere biologic, deoarece este folosit de organism prin oxidarea sa ca nutrient universal și o sursă de energie ușor disponibilă.

2. Fructoza. Aceasta este cetoza, formula sa generală este C 6 H 12 O 6, adică este un izomer al glucozei, se caracterizează prin lanț deschis și forme ciclice. Cea mai importantă este beta-B-fructofuranoza sau pe scurt beta-fructoza. Zaharoza este făcută din beta-fructoză și alfa-glucoză. În anumite condiții, fructoza este capabilă să se transforme în glucoză în timpul reacției de izomerizare. Fructoza este similară ca proprietăți fizice cu glucoza, dar mai dulce decât aceasta.

Scurtă descriere a dizaharidelor

Dizaharidele sunt produse ale reacției de dicondensare a acelorași sau diferite molecule de monozaharide.

Dizaharidele sunt una dintre varietățile de oligozaharide (un număr mic de molecule de monozaharide (la fel sau diferite) sunt implicate în formarea moleculelor lor.

Cel mai important reprezentant al dizaharidelor este zaharoza (zahărul din sfeclă sau trestie). Zaharoza este un produs al interacțiunii alfa-D-glucopiranozei (alfa-glucoză) și beta-D-fructofuranozei (beta-fructozei). Formula sa generală este C 12 H 22 O 11. Zaharoza este unul dintre numeroșii izomeri ai dizaharidelor.

Este alb substanță cristalină, care există în diverse stări: granulat („capete de zahăr”), fin-cristalin (zahăr granulat), amorf (zahăr pudră). Se dizolvă bine în apă, în special în apă fierbinte (comparativ cu apa fierbinte, solubilitatea zaharozei în apă rece este relativ scăzută), astfel încât zaharoza este capabilă să formeze „soluții suprasaturate” - siropuri care se pot „confia”, adică se formează suspensii fine-cristaline. Soluțiile concentrate de zaharoză sunt capabile să formeze sisteme sticloase speciale - caramel, care este folosit de oameni pentru a obține anumite soiuri de dulciuri. Zaharoza este o substanță dulce, dar intensitatea gustului dulce este mai mică decât cea a fructozei.

Cea mai importantă proprietate chimică a zaharozei este capacitatea sa de a se hidroliza, în care se formează alfa-glucoză și beta-fructoză, care intră în reacții de metabolism al carbohidraților.

Pentru oameni, zaharoza este unul dintre cele mai importante produse alimentare, deoarece este o sursă de glucoză. Cu toate acestea, consumul excesiv de zaharoză este dăunător, deoarece duce la o încălcare a metabolismului carbohidraților, care este însoțită de apariția unor boli: diabet, boli dentare, obezitate.

Caracteristicile generale ale polizaharidelor

Se numesc polizaharide polimeri naturali, care sunt produse ale reacției de policondensare a monozaharidelor. Ca monomeri pentru formarea polizaharidelor se pot folosi pentoze, hexoze și alte monozaharide. În termeni practici, produsele de policondensare hexoză sunt cele mai importante. Sunt cunoscute și polizaharide ale căror molecule conțin atomi de azot, cum ar fi chitina.

Polizaharidele pe bază de hexoză au formula generală (C6H10O5)n. Sunt insolubile în apă, în timp ce unele dintre ele sunt capabile să formeze soluții coloidale. Cele mai importante dintre aceste polizaharide sunt diversele soiuri de amidon vegetal și animal (acestea din urmă se numesc glicogeni), precum și soiurile de celuloză (fibre).

Caracteristicile generale ale proprietăților și rolului ecologic al amidonului

Amidonul este o polizaharidă care este un produs al reacției de policondensare a alfa-glucozei (alfa-D-glucopiranoză). După origine, se disting amidonul vegetal și cel animal. Amidonurile animale se numesc glicogeni. Deși, în general, moleculele de amidon au o structură comună, aceeași compoziție, dar proprietățile individuale ale amidonului obținut din diferite plante sunt diferite. Deci, amidonul de cartofi este diferit de amidonul de porumb etc. Dar toate soiurile de amidon au proprietăți comune. Acestea sunt substanțe solide, albe, fin cristaline sau amorfe, „casabile” la atingere, insolubile în apă, dar în apă fierbinte sunt capabile să formeze soluții coloidale care își păstrează stabilitatea chiar și la răcire. Amidonul formează atât soluri (de exemplu, jeleu lichid), cât și geluri (de exemplu, jeleu preparat cu un conținut ridicat de amidon este o masă gelatinoasă care poate fi tăiată cu un cuțit).

Capacitatea amidonului de a forma soluții coloidale este legată de globularitatea moleculelor sale (molecula este, așa cum ar fi, rulată într-o minge). La contactul cu apa caldă sau fierbinte, moleculele de apă pătrund între spirele moleculelor de amidon, molecula crește în volum și densitatea substanței scade, ceea ce duce la trecerea moleculelor de amidon la o stare mobilă caracteristică sistemelor coloidale. Formula generală a amidonului este: (C 6 H 10 O 5) n, moleculele acestei substanțe au două varietăți, dintre care una se numește amiloză (nu există lanțuri laterale în această moleculă), iar cealaltă este amilopectină moleculele au catene laterale în care legătura are loc prin 1 - 6 atomi de carbon printr-o punte de oxigen).

Cea mai importantă proprietate chimică care determină rolul biologic și ecologic al amidonului este capacitatea acestuia de a suferi hidroliză, formând în cele din urmă fie maltoza dizaharidă, fie alfa-glucoză (acesta este produsul final al hidrolizei amidonului):

(C6H10O5) n + nH2O → nC6H12O6 (alfa-glucoză).

Procesul are loc în organisme sub acțiunea unui întreg grup de enzime. Datorită acestui proces, organismul este îmbogățit cu glucoză - cel mai important compus nutritiv.

O reacție calitativă la amidon este interacțiunea acestuia cu iodul, în care apare o culoare roșu-violet. Această reacție este utilizată pentru a detecta amidonul în diferite sisteme.

Rolul biologic și ecologic al amidonului este destul de mare. Acesta este unul dintre cei mai importanți compuși de depozitare în organismele vegetale, de exemplu, în plantele din familia cerealelor. Pentru animale, amidonul este cea mai importantă substanță trofică.

Scurtă descriere a proprietăților și rolului ecologic și biologic al celulozei (fibrei)

Celuloza (fibre) este o polizaharidă, care este un produs al reacției de policondensare a beta-glucozei (beta-D-glucopiranoză). Formula sa generală este (C 6 H 10 O 5) n. Spre deosebire de amidon, moleculele de celuloză sunt strict liniare și au o structură fibrilă („filamentoasă”). Diferența dintre structurile moleculelor de amidon și celuloză explică diferența dintre rolurile lor biologice și ecologice. Celuloza nu este nici o substanță de rezervă, nici trofică, deoarece nu este capabilă să fie digerată de majoritatea organismelor (cu excepția unor tipuri de bacterii care pot hidroliza celuloza și asimila beta-glucoza). Celuloza nu este capabilă să formeze soluții coloidale, dar poate forma structuri filamentoase puternice din punct de vedere mecanic, care oferă protecție pentru organele celulare individuale și rezistența mecanică a diferitelor țesuturi ale plantelor. Ca și amidonul, celuloza este hidrolizată în anumite condiții, iar produsul final al hidrolizei sale este beta-glucoza (beta-D-glucopiranoza). În natură, rolul acestui proces este relativ mic (dar permite biosferei să „asimileze” celuloza).

(C 6 H 10 O 5) n (fibre) + n (H 2 O) → n (C 6 H 12 O 6) (beta-glucoză sau beta-D-glucopiranoză) (cu hidroliza incompletă a fibrei, formarea de este posibilă o dizaharidă solubilă - celobioză).

LA conditii naturale fibra (după moartea plantelor) suferă descompunere, în urma căreia este posibilă formarea diferiților compuși. Datorită acestui proces, se formează humus (o componentă organică a solului), tipuri diferite cărbune (petrolul și cărbunele se formează din rămășițele moarte ale diferitelor organisme animale și vegetale în absență, adică în condiții anaerobe, întregul complex de substanțe organice, inclusiv carbohidrații, participă la formarea lor).

Rolul ecologic şi biologic al fibrei este că este: a) protectoare; b) mecanic; c) un compus formativ (pentru unele bacterii îndeplinește o funcție trofică). Rămășițele moarte ale organismelor vegetale sunt un substrat pentru unele organisme - insecte, ciuperci, diverse microorganisme.

Scurtă descriere a rolului ecologic și biologic al carbohidraților

Rezumând materialul de mai sus legat de caracteristicile carbohidraților, putem trage următoarele concluzii despre rolul lor ecologic și biologic.

1. Îndeplinesc o funcție de construcție atât în ​​celule, cât și în organism în ansamblu, datorită faptului că fac parte din structurile care formează celule și țesuturi (acest lucru este valabil mai ales pentru plante și ciuperci), de exemplu, membranele celulare, diverse membrane etc., în plus, carbohidrații sunt implicați în formarea substanțelor necesare biologic care formează o serie de structuri, de exemplu, în formarea acizilor nucleici care formează baza cromozomilor; carbohidrații fac parte din proteinele complexe - glicoproteine, care au o importanță deosebită în formare structurile celulareși substanță intercelulară.

2. Funcția cea mai importantă a carbohidraților este funcția trofică, care constă în faptul că multe dintre ele sunt produse alimentare ale organismelor heterotrofe (glucoză, fructoză, amidon, zaharoză, maltoză, lactoză etc.). Aceste substanțe, în combinație cu alți compuși, formează produse alimentare folosite de om (diverse cereale; fructe și semințe de plante individuale, care includ carbohidrați în compoziția lor, sunt hrană pentru păsări, iar monozaharidele, intrând într-un ciclu de diverse transformări, contribuie la formarea ambelor glucide proprii, caracteristice pt organismul dat, și alți compuși organo-biochimici (grăsimi, aminoacizi (dar nu și proteinele acestora), acizi nucleici etc.).

3. Glucidele se caracterizează și printr-o funcție energetică, care constă în faptul că monozaharidele (în special glucoza) sunt ușor oxidate în organism (produsul final al oxidării este CO 2 și H 2 O), în timp ce o mare cantitate de energie este eliberat, însoțit de sinteza ATP.

4. Au și o funcție protectoare, constând în faptul că structurile (și anumite organele din celulă) iau naștere din carbohidrați care protejează fie celula, fie corpul în ansamblu de diverse daune, inclusiv mecanice (de exemplu, învelișurile chitinoase). de insecte care formează scheletul extern, membranele celulare ale plantelor și multe ciuperci, inclusiv celuloza etc.).

5. Rol mare joacă funcțiile mecanice și de modelare ale carbohidraților, care sunt capacitatea structurilor formate fie din carbohidrați, fie în combinație cu alți compuși, de a da organismului anumită formăși să le facă puternice mecanic; astfel, membranele celulare ale tesutului mecanic si vaselor xilemului creeaza cadrul (scheletul intern) al plantelor lemnoase, arbustive si erbacee, scheletul extern al insectelor este format din chitina etc.

Scurtă descriere a metabolismului carbohidraților într-un organism heterotrof (pe exemplul unui corp uman)

Un rol important în înțelegerea proceselor metabolice îl joacă cunoașterea transformărilor pe care le suferă carbohidrații în organismele heterotrofe. În corpul uman, acest proces este caracterizat de următoarea descriere schematică.

Carbohidrații din alimente intră în organism prin gură. Monozahăr în sistem digestiv practic nu suferă transformări, dizaharidele sunt hidrolizate la monozaharide, iar polizaharidele suferă transformări destul de semnificative (aceasta se aplică acelor polizaharide care sunt consumate de organism și carbohidrații care nu sunt substanțe alimentare, de exemplu, celuloza, unele pectine, sunt îndepărtate din corpul cu mase de fecale).

LA cavitatea bucală mâncarea este zdrobită și omogenizată (devine mai omogenă decât înainte de a intra în ea). Alimentele sunt afectate de saliva secretată de glandele salivare. Conține ptialină și are reacție alcalină mediu, datorită căruia începe hidroliza primară a polizaharidelor, ducând la formarea de oligozaharide (glucide cu o valoare n mică).

O parte din amidon se poate transforma chiar în dizaharide, care pot fi observate la mestecat prelungit a pâinii (pâinea neagră acru devine dulce).

Alimentele mestecate, bogat tratate cu salivă și zdrobite de dinți, intră în stomac prin esofag sub formă de bulgăre alimentară, unde sunt expuse la sucul gastric cu o reacție acidă a mediului care conține enzime care acționează asupra proteinelor și acizilor nucleici. Aproape nimic nu se întâmplă în stomac cu carbohidrații.

Apoi, carnea de mâncare intră în prima secțiune a intestinului (intestinul subțire), începând cu duodenul. Primește sucul pancreatic (secreția pancreatică), care conține un complex de enzime care favorizează digestia carbohidraților. Carbohidrații sunt transformați în monozaharide, care sunt solubile în apă și absorbabile. Carbohidrați din dietă sunt în cele din urmă digerate în intestinul subțire, iar în partea în care sunt conținute vilozitățile, sunt absorbite în sânge și intră în sistemul circulator.

Odată cu fluxul sanguin, monozaharidele sunt transportate în diferite țesuturi și celule ale corpului, dar mai întâi tot sângele trece prin ficat (unde este curățat de produsele metabolice nocive). În sânge, monozaharidele sunt prezente în principal sub formă de alfa-glucoză (dar sunt posibili și alți izomeri de hexoză, cum ar fi fructoza).

Dacă glicemia este mai mică decât în ​​mod normal, atunci o parte din glicogenul conținut în ficat este hidrolizată în glucoză. Un exces de carbohidrați caracterizează o boală gravă a omului - diabetul.

Din sânge, monozaharidele intră în celule, unde majoritatea sunt cheltuite pentru oxidare (în mitocondrii), timp în care este sintetizat ATP, care conține energie într-o formă „convenabilă” pentru organism. ATP este folosit pentru diverse procese care necesită energie (sinteza substanțelor necesare organismului, implementarea proceselor fiziologice și de altă natură).

O parte din carbohidrații din alimente sunt folosite pentru a sintetiza carbohidrații unui anumit organism, care sunt necesari pentru formarea structurilor celulare, sau compuși necesari pentru formarea de substanțe din alte clase de compuși (așa se face că grăsimile, acizii nucleici etc. . se poate obtine din carbohidrati). Capacitatea carbohidraților de a se transforma în grăsimi este una dintre cauzele obezității - o boală care implică un complex de alte boli.

Prin urmare, consumul de carbohidrați în exces este dăunător corpul uman care trebuie luat în considerare atunci când se organizează o dietă echilibrată.

În organismele vegetale care sunt autotrofe, metabolismul carbohidraților este oarecum diferit. Carbohidrații (monozahăr) sunt sintetizați de organismul însuși din dioxid de carbon și apă folosind energia solară. Di-, oligo- și polizaharidele sunt sintetizate din monozaharide. O parte din monozaharide este inclusă în sinteza acizilor nucleici. Organismele vegetale folosesc o anumită cantitate de monozaharide (glucoză) în procesele de respirație pentru oxidare, în care (ca și în organismele heterotrofe) este sintetizat ATP.

Carbohidrații din alimente.

Carbohidrații sunt de bază și ușori sursa disponibila energie pentru corpul uman. Toți carbohidrații sunt molecule complexe formate din carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O), numele provine de la cuvintele „cărbune” și „apă”.

Dintre principalele surse de energie cunoscute de noi, se pot distinge trei:

Carbohidrați (până la 2% din rezerve)
- grăsimi (până la 80% din rezerve)
- proteine ​​(pana la 18% din stocuri )

Carbohidrații sunt cel mai rapid combustibil, care este folosit în primul rând pentru producerea de energie, dar rezervele lor sunt foarte mici (în medie 2% din total). acumularea lor necesită multă apă (pentru a reține 1g de carbohidrați este nevoie de 4g de apă), iar apă nu este necesară pentru depunerea grăsimilor.

Principalele rezerve de carbohidrați sunt stocate în organism sub formă de glicogen (un carbohidrat complex). Cea mai mare parte a masei sale este conținută în mușchi (aproximativ 70%), restul în ficat (30%).
Puteți afla toate celelalte funcții ale carbohidraților, precum și structura lor chimică

Carbohidrații din alimente sunt clasificați după cum urmează.

Tipuri de carbohidrați.

Carbohidrații, într-o clasificare simplă, sunt împărțiți în două clase principale: simpli și complexi. Simple, la rândul lor, constau din monozaharide și oligozaharide, complex de polizaharide și fibroase.

Carbohidrați simpli.

Monozaharide

Glucoză(„zahăr din struguri”, dextroză).
Glucoză- cea mai importantă dintre toate monozaharidele, deoarece este unitatea structurală a majorității di- și polizaharidelor alimentare. În corpul uman, glucoza este principala și cea mai versatilă sursă de energie pentru procesele metabolice. Toate celulele corpului animal au capacitatea de a absorbi glucoza. În același timp, capacitatea de a utiliza alte surse de energie - de exemplu, gratuit acid grasși glicerină, fructoză sau acid lactic - nu toate celulele corpului posedă, ci doar unele dintre tipurile lor. În procesul de metabolism, ele sunt descompuse în molecule individuale de monozaharide, care, în cursul reacțiilor chimice în mai multe etape, sunt transformate în alte substanțe și în cele din urmă oxidate în dioxid de carbon și apă - folosite ca „combustibil” pentru celule. Glucoza este o componentă esențială a metabolismului carbohidrați. Odată cu scăderea nivelului său în sânge sau cu o concentrație mare și cu incapacitatea de utilizare, așa cum se întâmplă cu diabetul, apare somnolență, pierderea conștienței (comă hipoglicemică).
Glucoza „în forma sa pură”, ca monozaharid, se găsește în legume și fructe. Deosebit de bogați în glucoză sunt strugurii - 7,8%, cireșele, cireșele - 5.5%, zmeura - 3.9%, căpșunile - 2.7%, prunele - 2.5%, pepenele verde - 2.4%. Dintre legume, cea mai mare glucoză se găsește în dovleac - 2,6%, în varza alba- 2,6%, în morcovi - 2,5%.
Glucoza este mai puțin dulce decât cea mai cunoscută dizaharidă, zaharoza. Dacă luăm dulceața zaharozei ca 100 de unități, atunci dulceața glucozei va fi de 74 de unități.

Fructoză(zahăr din fructe).
Fructoză este una dintre cele mai comune carbohidrați fructe. Spre deosebire de glucoză, aceasta poate trece din sânge în celulele țesuturilor fără participarea insulinei (un hormon care scade nivelul de glucoză din sânge). Din acest motiv, fructoza este recomandată ca cea mai sigură sursă. carbohidrați pentru pacientii diabetici. O parte din fructoză pătrunde în celulele hepatice, care o transformă într-un „combustibil” mai universal - glucoza, astfel încât fructoza este, de asemenea, capabilă să crească glicemia, deși într-o măsură mult mai mare. grad mai mic decât alte zaharuri simple. Fructoza este mai ușor transformată în grăsimi decât glucoza. Principalul avantaj al fructozei este că este de 2,5 ori mai dulce decât glucoza și de 1,7 ori mai dulce decât zaharoza. Utilizarea lui în loc de zahăr poate reduce aportul total carbohidrați.
Principalele surse de fructoză din alimente sunt strugurii - 7,7%, merele - 5,5%, perele - 5,2%, cireșe, cireșe dulci - 4,5%, pepenii verzi - 4,3%, coacăze negre - 4,2%, zmeura - 3,9%, căpșunile - 2,4%. %, pepeni - 2,0%. În legume, conținutul de fructoză este scăzut - de la 0,1% la sfeclă până la 1,6% la varza albă. Fructoza se găsește în miere - aproximativ 3,7%. Fructoza, care are o dulceață mult mai mare decât zaharoza, s-a dovedit bine că nu provoacă carii, care sunt promovate de consumul de zahăr.

Galactoză(un fel de zahăr din lapte).
Galactoză nu apare sub formă liberă în produse. Formează o dizaharidă cu glucoză - lactoză (zahăr din lapte) - principala carbohidrati lapte si produse lactate.

Oligozaharide

zaharoza(zahar de masa).
zaharoza este o dizaharidă (carbohidrat format din două componente) formată din molecule de glucoză și fructoză. Cel mai comun tip de zaharoză este - zahăr. Conținutul de zaharoză din zahăr este de 99,5%, de fapt, zahărul este zaharoză pură.
Zahărul este descompus rapid în tractul gastrointestinal, glucoza și fructoza sunt absorbite în sânge și servesc ca sursă de energie și cel mai important precursor al glicogenului și al grăsimilor. Este adesea numit „purtător de calorii gol”, deoarece zahărul este pur carbohidratiși nu conține alți nutrienți, cum ar fi, de exemplu, vitamine, saruri minerale. Dintre produsele vegetale, cea mai mare cantitate de zaharoză se găsește în sfeclă - 8,6%, piersici - 6,0%, pepeni - 5,9%, prune - 4,8%, mandarine - 4,5%. În legume, cu excepția sfeclei, se observă un conținut semnificativ de zaharoză în morcovi - 3,5%. La alte legume, conținutul de zaharoză variază de la 0,4 la 0,7%. Pe lângă zahărul în sine, principalele surse de zaharoză din alimente sunt dulceața, mierea, produsele de cofetărie, băuturile dulci, înghețata.

Lactoză(zahăr din lapte).
Lactoză descompuse în tractul gastrointestinal în glucoză și galactoză prin acțiunea enzimei lactază. Deficitul acestei enzime la unii oameni duce la intoleranță la lapte. Lactoza nedigerată servește ca un bun nutrient pentru microflora intestinală. În același timp, este posibilă formarea abundentă de gaze, stomacul se „umflă”. În produsele lactate fermentate, cea mai mare parte a lactozei este fermentată până la acid lactic, astfel încât persoanele cu deficit de lactază pot tolera produsele lactate fermentate fără consecințe neplăcute. În plus, bacteriile lactice din produsele lactate fermentate inhibă activitatea microflorei intestinale și reduc efectele adverse ale lactozei.
Galactoza, formată în timpul descompunerii lactozei, este transformată în glucoză în ficat. Cu o deficiență ereditară congenitală sau absența unei enzime care transformă galactoza în glucoză, se dezvoltă o boală gravă - galactozemie , ceea ce duce la retard mintal.
Conținutul de lactoză din laptele de vacă este de 4,7%, în brânză de vaci - de la 1,8% la 2,8%, în smântână - de la 2,6 la 3,1%, în chefir - de la 3,8 la 5,1%, în iaurturi - aproximativ 3%.

Maltoză(zahăr de malț).
Se formează atunci când două molecule de glucoză se combină. Conținute în produse precum: malț, miere, bere, melasă, produse de panificație și cofetărie realizate cu adaos de melasă.

Sportivii ar trebui să evite consumul de glucoză în formă pură și alimente bogate în zaharuri simple în cantități mari, deoarece acestea declanșează procesul de formare a grăsimilor.

Carbohidrați complecși.

Carbohidrații complecși constau în principal din unități repetate de compuși de glucoză. (polimeri de glucoză)

Polizaharide

Polizaharide vegetale (amidon).
Amidon- principala polizaharidelor digerate, este un lanț complex format din glucoză. Reprezintă până la 80% din carbohidrații consumați cu alimente. Amidonul este un carbohidrat complex sau „lent”, deci este sursa preferată de energie atât pentru creșterea în greutate, cât și pentru pierderea în greutate. În tractul gastrointestinal, amidonul este susceptibil de hidroliză (descompunerea unei substanțe sub acțiunea apei) este descompus în dextrine (fragmente de amidon) și, ca urmare, în glucoză și este deja absorbit de organism sub această formă.
Sursa de amidon o constituie produsele vegetale, în principal cerealele: cereale, făină, pâine și cartofi. Cerealele conțin cel mai mult amidon: de la 60% în hrișcă (sâmbure) până la 70% în orez. Dintre cereale, cel mai puțin amidon se găsește în fulgii de ovăz și produsele sale procesate: fulgi de ovăz, fulgi de ovăz „Hercules” - 49%. Pastele conțin de la 62 la 68% amidon, pâine cu făină de secară, în funcție de soi, de la 33% la 49%, pâine de grâu și alte produse din făină de grâu - de la 35 la 51% amidon, făină - de la 56 (secara) la 68% (prima de grâu). De asemenea, există mult amidon în leguminoase - de la 40% în linte până la 44% în mazăre. Și, de asemenea, se poate observa nu un conținut mic de amidon în cartofi (15-18%).

Polizaharide animale (glicogen).
Glicogen-constă din lanțuri foarte ramificate de molecule de glucoză. După masă, o cantitate mare de glucoză începe să intre în sânge și corpul uman stochează excesul de glucoză sub formă de glicogen. Când nivelul de glucoză din sânge începe să scadă (de exemplu, în timpul exercițiilor fizice), organismul descompune glicogenul cu ajutorul enzimelor, drept urmare nivelul de glucoză rămâne normal și organele (inclusiv mușchii în timpul exercițiului) primesc suficient pentru producerea de energie. . Glicogenul se depune mai ales in ficat si muschi.Se gaseste in cantitati mici in produsele de origine animala (2-10% in ficat, 0,3-1% in tesutul muscular). Aportul total de glicogen este de 100-120 g. În culturism contează doar glicogenul care este conținut în țesutul muscular.

fibros

fibre dietetice (indigerabil, fibros)
Fibre alimentare sau fibre alimentare se referă la nutrienții care, precum apa și sărurile minerale, nu oferă organismului energie, ci joacă un rol uriaș în viața acestuia. Fibrele alimentare se găsesc în principal în alimentele pe bază de plante care au un conținut scăzut sau foarte scăzut de zahăr. De obicei este combinat cu alți nutrienți.

Tipuri de fibre.

Celuloza si hemiceluloza
Celuloză prezente in faina integrala de grau, tarate, varza, mazare, fasole verde si ceara, broccoli, varza de Bruxelles, coaja de castravete, ardei, mere, morcovi.
Hemiceluloza se găsește în tărâțe, cereale, cereale nerafinate, sfeclă, varză de Bruxelles, lăstari verzi de muștar.
Celuloza și hemiceluloza absorb apa, facilitând activitatea colonului. În esență, ele „volumează” deșeurile și le mută mai repede prin intestinul gros. Acest lucru nu numai că previne constipația, dar protejează și împotriva diverticulozei, colitei spasmodice, hemoroizilor, cancerului de colon și varicelor.

lignină
Acest tip de fibre se găsesc în cerealele folosite la micul dejun, în tărâțe, legume învechite (când legumele sunt depozitate, conținutul de lignină din ele crește și sunt mai puțin digerabile), precum și în vinete, fasole verde, căpșuni, mazăre și ridichi.
Lignina reduce digestibilitatea altor fibre. În plus, se leagă de acizii biliari, ajutând la scăderea nivelului de colesterol și grăbirea trecerii alimentelor prin intestine.

Gumă și pectină
Comedie găsit în fulgii de ovăz și în alte produse din ovăz, în fasolea uscată.
Pectină prezent in mere, citrice, morcovi, conopida si varza, mazare uscata, fasole verde, cartofi, capsuni, capsuni, bauturi din fructe.
Guma și pectina afectează procesele de absorbție în stomac și intestinul subțire. Prin legarea de acizii biliari, aceștia reduc absorbția grăsimilor și scad nivelul de colesterol. Acestea întârzie golirea gastrică și, prin învelirea intestinelor, încetinesc absorbția zahărului după masă, lucru util pentru diabetici, deoarece reduce doza necesară de insulină.

Cunoscând tipurile de carbohidrați și funcțiile acestora, apare următoarea întrebare -

Ce carbohidrați și cât să mănânci?

În majoritatea produselor, carbohidrații sunt componenta principală, prin urmare, nu ar trebui să existe probleme cu obținerea lor din alimente, prin urmare, carbohidrații reprezintă cea mai mare parte a dietei zilnice a majorității oamenilor.
Carbohidrații care intră în corpul nostru cu alimente au trei căi metabolice:

1) Glicogeneza(Hrana cu carbohidrați complecși care intră în tractul nostru gastrointestinal este descompusă în glucoză și apoi stocată sub formă de carbohidrați complecși - glicogen în celulele musculare și hepatice și este folosită ca sursă de rezervă de nutriție atunci când concentrația de glucoză în sânge este scăzut)
2) Gluconeogeneza(procesul de formare în ficat și substanță corticală a rinichilor (aproximativ 10%) - glucoză, din aminoacizi, acid lactic, glicerol)
3) Glicoliza(descompunerea glucozei și a altor carbohidrați cu eliberare de energie)

Metabolismul carbohidraților este determinat în principal de prezența glucozei în sânge, această sursă importantă și versatilă de energie din organism. Prezența glucozei în sânge depinde de ultima masă și de compoziția nutritivă a alimentelor. Adică dacă ați luat recent micul dejun, atunci concentrația de glucoză din sânge va fi mare dacă perioadă lungă de timp abține-te de la mâncare - scăzut. Mai puțină glucoză - mai puțină energie în organism, acest lucru este evident, motiv pentru care există o defecțiune pe stomacul gol. Într-un moment în care conținutul de glucoză din sânge este scăzut, iar acest lucru este foarte bine observat în orele dimineții, după un somn lung, în timpul căruia nu ați menținut nivelul de glucoză disponibilă în sânge cu porții de hrană cu carbohidrați, organismul se reface în stare de foame cu ajutorul glicolizei - 75% și 25% cu ajutorul a gluconeogenezei, adică descompunerea carbohidraților complexi stocați, precum și a aminoacizilor, glicerolului și acidului lactic.
De asemenea, nu multe importanţăîn reglarea concentrației de glucoză în sânge are un hormon pancreatic - insulină. Insulina este un hormon de transport care transportă excesul de glucoză către celulele musculare și alte țesuturi ale corpului, reglând astfel nivelul maxim de glucoză din sânge. La persoanele supraponderale care nu își urmează dieta, insulina transformă excesul de carbohidrați din alimente în grăsimi, acest lucru fiind caracteristic în principal carbohidraților rapizi.
A alege carbohidrații potriviți din întreaga varietate de alimente, un astfel de concept este folosit ca - Index glicemic.

Index glicemic este rata de absorbție a carbohidraților din alimente în fluxul sanguin și răspunsul la insulină al pancreasului. Arată efectul alimentelor asupra nivelului de zahăr din sânge. Acest indice este măsurat pe o scară de la 0 la 100, depinde de tipurile de produse, diferiți carbohidrați sunt digerați diferit, unii rapid și, în consecință, vor avea un indice glicemic ridicat, alții lent, standardul pentru absorbția rapidă este glucoza pură. , are un indice glicemic egal cu 100.

IG al unui produs depinde de mai mulți factori:

- Tipul de carbohidrați (carbohidrații simpli au IG mare, carbohidrații complecși au IG scăzut)
- Cantitatea de fibre (cu cat este mai mult in alimente, cu atat IG este mai mic)
- Modul în care sunt procesate alimentele (de exemplu, IG crește în timpul tratamentului termic)
- Conținutul de grăsimi și proteine ​​(cu cât sunt mai multe în alimente, cu atât IG este mai scăzut)

Există multe diverse mese determinarea indicelui glicemic al alimentelor, iată una dintre ele:

Tabelul cu indice glicemic alimentar vă permite să luați decizii corecte, alegând ce alimente să includeți în dieta zilnică și pe care să le excludeți în mod conștient.
Principiul este simplu: cu cât indicele glicemic este mai mare, cu atât incluzi mai rar astfel de alimente în dietă. În schimb, cu cât indicele glicemic este mai mic, cu atât consumi mai des aceste alimente.

Cu toate acestea, carbohidrații rapidi ne sunt de asemenea utili în mese atât de importante precum:

- dimineata (dupa un somn indelungat, concentratia de glucoza din sange este foarte scazuta, iar aceasta trebuie completata cat mai repede pentru a impiedica organismul sa obtina energia necesara vietii cu ajutorul aminoacizilor, prin distrugerea fibrelor musculare)
- și după antrenament (când energia costă pentru intensiv munca fizica reduce semnificativ concentrația de glucoză din sânge, după efort varianta perfecta luați carbohidrații mai repede pentru a le reumple cât mai repede posibil și pentru a preveni catabolismul)

Câți să mănânci carbohidrați?

În culturism și fitness, carbohidrații ar trebui să fie cel puțin 50% din toți nutrienții (desigur, nu vorbim despre „uscare” sau slăbire).
Există o mulțime de motive pentru a te încărca cu o mulțime de carbohidrați, mai ales când vine vorba de alimente întregi, neprocesate. Cu toate acestea, în primul rând, trebuie să înțelegeți că există o anumită limită a capacității organismului de a le acumula. Imaginați-vă un rezervor de benzină: poate conține doar un anumit număr de litri de benzină. Dacă încercați să turnați mai mult în el, excesul se va vărsa inevitabil. Odată ce depozitele de carbohidrați sunt transformate în suma necesară glicogen, ficatul începe să-și proceseze excesul în grăsime, care este apoi stocată sub piele și în alte părți ale corpului.
Cantitatea de glicogen muscular pe care o puteți stoca depinde de câți mușchi aveți. La fel cum unele rezervoare de benzină sunt mai mari decât altele, la fel sunt și mușchii din interior oameni diferiti. Cu cât ești mai musculos, cu atât corpul tău poate stoca mai mult glicogen.
Pentru a vă asigura că obțineți cantitatea potrivită de carbohidrați – nu mai mult decât ar trebui – calculați aportul zilnic de carbohidrați folosind următoarea formulă. Pentru a construi masa musculară pe zi, ar trebui să luați -

7 g de carbohidrați per kilogram de greutate corporală (înmulțiți-vă greutatea în kilograme cu 7).

Prin creșterea aportului de carbohidrați la nivelul necesar, trebuie să adăugați un antrenament suplimentar de forță. Cantitățile abundente de carbohidrați în timpul culturismului îți vor oferi mai multă energie, permițându-ți să te antrenezi mai mult și mai mult și să obții rezultate mai bune.
Îți poți calcula dieta zilnică studiind acest articol mai detaliat.

Pentru cei care vor sa se ingrase.

Carbohidrații vă vor ajuta.

După cum știți, o moleculă de grăsime reprezintă patru molecule de glucoză plus patru molecule de apă. Adică, cu un aport crescut de carbohidrați în combinație cu aportul de apă, vei obține rezultatul așteptat. Voi nota un singur lucru, este de dorit să consumăm carbohidrați mai complecși, deoarece carbohidrații simpli pot duce la diabet, hipertensiune arterială. Sper că cu alimentația modernă (un set de produse în magazine), nu veți avea dificultăți pe parcurs. Principalul lucru despre carbohidrați este mai jos, datorită „Wikipedia”

(zaharuri, zaharide) - substanțe organice care conțin o grupare carbonil și mai multe grupări hidroxil. Numele clasei de compuși provine de la cuvintele „hidrați de carbon”, a fost propus pentru prima dată de K. Schmidt în 1844. Apariția unui astfel de nume se datorează faptului că primii carbohidrați cunoscuți de știință au fost descriși prin formula brută Cx(H2O)y, formal fiind compuși ai carbonului și apei.
Carbohidrații sunt o clasă foarte largă de compuși organici, printre aceștia se numără substanțe cu proprietăți foarte diferite. Acest lucru permite carbohidraților să îndeplinească o varietate de funcții în organismele vii. Compușii din această clasă reprezintă aproximativ 80% din masa uscată a plantelor și 2-3% din masa animalelor.

Carbohidrați simpli și complecși

În stânga este D-gliceraldehida, în dreapta este dihidroxiacetona.

Carbohidrații sunt o componentă integrantă a celulelor și țesuturilor tuturor organismelor vii ale florei și faunei, formând (în masă) cea mai mare parte a materiei organice de pe Pământ. Sursa de carbohidrați pentru toate organismele vii este procesul de fotosinteză efectuat de plante. În funcție de capacitatea de hidroliza în monomeri, carbohidrații sunt împărțiți în două grupe: simpli (monozaharide) și complecși (dizaharide și polizaharide). Carbohidrații complecși, spre deosebire de cei simpli, sunt capabili să se hidrolizeze pentru a forma monozaharide, monomeri. Carbohidrații simpli sunt ușor solubili în apă și sintetizati în plantele verzi. Carbohidrații complecși sunt produse ale policondensării zaharurilor simple (monozaharide), iar în procesul de scindare hidrolitică formează sute și mii de molecule de monozaharide.

Monozaharide

Cea mai comună monozaharidă în natură este beta-D-glucoza.

Monozaharide(din grecescul monos - singurul, zahar - zahar) - cei mai simpli carbohidrati care nu se hidrolizeaza pentru a forma carbohidrati mai simpli - sunt de obicei incolori, usor solubili in apa, slab in alcool si complet insolubili in eter, compusi organici solizi transparenti , una dintre principalele grupe de carbohidrați, majoritatea formă simplă Sahara. Soluții apoase au un bsp neutru; pH. Unele monozaharide au un gust dulce. Monozaharidele conțin o grupare carbonil (aldehidă sau cetonă), deci pot fi considerate derivați alcooli polihidroxilici. O monozaharidă cu o grupare carbonil la capătul lanțului este o aldehidă și se numește aldoză. În orice altă poziție a grupării carbonil, monozaharida este o cetonă și se numește cetoză. În funcție de lungimea lanțului de carbon (de la trei la zece atomi), se disting trioze, tetroze, pentoze, hexoze, heptoze și așa mai departe. Dintre acestea, pentozele și hexozele sunt cele mai răspândite în natură. Monozaharidele sunt blocurile de construcție din care sunt sintetizate dizaharidele, oligozaharidele și polizaharidele.
În natură, în formă liberă, D-glucoza (zahăr din struguri sau dextroză, C6H12O6) este cea mai comună - un zahăr cu șase atomi (hexoză), o unitate structurală (monomer) a multor polizaharide (polimeri) - dizaharide: (maltoză, zaharoză și lactoză) și polizaharide (celuloză, amidon). Alte monozaharide sunt în general cunoscute ca componente ale di-, oligo- sau polizaharide și sunt rare în stare liberă. Polizaharidele naturale servesc ca surse principale de monozaharide

dizaharide

Maltoza (zaharul de malt) este o dizaharida naturala formata din doua reziduuri de glucoza.

Maltoză(zahăr de malț) - o dizaharidă naturală constând din două reziduuri de glucoză
Dizaharide (din di - doi, zahar - zahăr) - compuși organici complecși, una dintre principalele grupe de carbohidrați, în timpul hidrolizei, fiecare moleculă se descompune în două molecule de monozaharide, sunt astfel de amoligozaharide private. După structură, dizaharidele sunt glicozide, în care două molecule de monozaharide sunt legate între ele printr-o legătură glicozidică formată ca urmare a interacțiunii grupărilor hidroxil (două hemiacetal sau un hemiacetal și un alcool). În funcție de structură, dizaharidele se împart în două grupe: reducătoare și nereducătoare. De exemplu, în molecula de maltoză, al doilea reziduu al monozaharidei (glucoză) are un hemiacetal hidroxil liber, care conferă acestei proprietăți de reducere a dizaharidei. Dizaharidele, împreună cu polizaharidele, sunt una dintre principalele surse de carbohidrați din dieta oamenilor și animalelor.

Oligozaharide

Rafinose- trizaharidă naturală, constând din reziduuri de D-galactoză, D-glucoză și D-fructoză.
Oligozaharide- carbohidrați, ale căror molecule sunt sintetizate din 2-10 reziduuri de monozaharide legate prin legături glicozidice. În consecință, ei disting: dizaharide, trizaharide și așa mai departe. Oligozaharidele formate din resturi de monozaharide identice se numesc homopolizaharide, iar cele care constau din monozaharide diferite se numesc heteropolizaharide. Dizaharidele sunt cele mai comune dintre oligozaharide.
Dintre trizaharidele naturale, rafinoza este cea mai comună - o oligozaharidă nereducătoare care conține reziduuri de fructoză, glucoză și galactoză - găsită în cantități mari în sfecla de zahăr și în multe alte plante.

Polizaharide

Polizaharide- denumirea generală a clasei de carbohidrați complexi cu molecul mare, ale căror molecule constau din zeci, sute sau mii de monomeri - monozaharide. Din punctul de vedere al principiilor generale de structură în grupul polizaharidelor, se poate face distincția între homopolizaharide sintetizate din același tip de unități monozaharide și heteropolizaharide, care se caracterizează prin prezența a două sau mai multe tipuri de reziduuri monomerice.
Homopolizaharidele (glicanii), constând din reziduuri ale unei monozaharide, pot fi hexoze sau pentoze, adică hexoza sau pentoza pot fi utilizate ca monomer. În funcție de natura chimică a polizaharidei, se disting glucanii (din reziduuri de glucoză), mananii (din manoză), galactanii (din galactoză) și alți compuși similari. Grupul de homopolizaharide include compuși organici de origine vegetală (amidon, celuloză, pectină), animal (glicogen, chitină) și bacteriană (dextrans).
Polizaharidele sunt esențiale pentru viața animalelor și a plantelor. Este una dintre principalele surse de energie ale organismului rezultată din metabolism. Polizaharidele participă la procesele imunitare, asigură aderența celulelor în țesuturi și reprezintă cea mai mare parte a materiei organice din biosferă.

În stânga este amidonul, în dreapta este glicogenul.

Amidon

(C6H10O5) n este un amestec de două homopolizaharide: liniară - amiloză și ramificată - amilopectină, al cărei monomer este alfa-glucoza. Substanță amorfă albă, insolubilă în apă rece, capabilă să se umfle și parțial solubilă în apă fierbinte. Greutate moleculară 105-107 Daltoni. Amidonul, sintetizat de diferite plante în cloroplaste, sub acțiunea luminii în timpul fotosintezei, diferă oarecum prin structura boabelor, gradul de polimerizare a moleculelor, structura lanțurilor polimerice și proprietățile fizico-chimice. De regulă, conținutul de amiloză în amidon este de 10-30%, amilopectina - 70-90%. Molecula de amiloză conține, în medie, aproximativ 1.000 de reziduuri de glucoză legate prin legături alfa-1,4. Secțiunile liniare separate ale moleculei de amilopectină constau din 20-30 de astfel de unități, iar la punctele de ramificare ale amilopectinei, reziduurile de glucoză sunt legate prin legături alfa-1,6 intercatenare. Cu parțial hidroliza acidă amidon, se formează polizaharide cu un grad inferior de polimerizare - dextrine (C6H10O5)p, iar cu hidroliză completă - glucoză.
Glicogenul (C6H10O5) n este o polizaharidă construită din reziduuri de alfa-D-glucoză - principala rezervă polizaharidă a animalelor superioare și a oamenilor, este conținută sub formă de granule în citoplasma celulelor în aproape toate organele și țesuturile, cu toate acestea, cea mai mare. cantitatea se acumulează în mușchi și ficat. Molecula de glicogen este construită din lanțuri de poliglucozide ramificate, într-o secvență liniară a cărora, reziduurile de glucoză sunt conectate prin legături alfa-1,4, iar la punctele de ramificare prin legături alfa-1,6 intercatenare. Formula empirică a glicogenului este identică cu cea a amidonului. În structura chimică, glicogenul este aproape de amilopectina cu ramificare a lanțului mai pronunțată, de aceea este numit uneori termenul inexact „amidon animal”. Greutate moleculară 105-108 Daltoni și peste. În organismele animale, este un analog structural și funcțional al polizaharidei vegetale - amidon. Glicogenul formează o rezervă de energie, care, dacă este necesar, pentru a compensa o lipsă bruscă de glucoză poate fi mobilizată rapid - o ramificare puternică a moleculelor sale duce la prezența unui număr mare de reziduuri terminale, care oferă capacitatea de a scinda rapid cantitatea necesară de molecule de glucoză. Spre deosebire de depozitul de trigliceride (grăsimi), stocul de glicogen nu este atât de încăpător (în calorii pe gram). Doar glicogenul stocat în celulele hepatice (hepatocite) poate fi transformat în glucoză pentru a hrăni întregul organism, în timp ce hepatocitele sunt capabile să stocheze până la 8% din greutatea lor sub formă de glicogen, care este concentrație maximă dintre toate tipurile de celule. Masa totală de glicogen din ficatul adulților poate ajunge la 100-120 de grame. În mușchi, glicogenul este descompus în glucoză exclusiv pentru consumul local și se acumulează în concentrații mult mai mici (nu mai mult de 1% din masa musculară totală), totuși stoc generalîn muşchi poate depăşi rezerva acumulată în hepatocite.

Celuloza (fibre) este cea mai comună polizaharidă structurală floră, constând din resturi de alfa-glucoză prezentate sub formă de beta-piranoză. Astfel, în molecula de celuloză, unitățile monomerice de beta-glucopiranoză sunt conectate liniar între ele prin legături beta-1,4. Prin hidroliza parțială a celulozei se formează celobioza dizaharidă, iar cu hidroliza completă, D-glucoză. În tractul gastrointestinal uman, celuloza nu este digerată, ca un set enzime digestive nu contine beta-glucozidaza. Cu toate acestea, prezența unei cantități optime de fibre vegetale în alimente contribuie la formarea normală a fecalelor. Cu o rezistență mecanică ridicată, celuloza acționează ca material de susținere pentru plante, de exemplu, în compoziția lemnului, ponderea sa variază de la 50 la 70%, iar bumbacul este aproape sută la sută celuloză.
Chitina este o polizaharidă structurală a plantelor inferioare, ciupercilor și nevertebratelor (în principal corneele artropodelor - insecte și crustacee). Chitina, ca și celuloza din plante, îndeplinește funcții de susținere și mecanice în organismele ciupercilor și animalelor. Molecula de chitină este construită din reziduuri de N-acetil-D-glucozamină legate prin legături beta-1,4-glicoziului. Macromoleculele de chitină sunt neramificate și aranjarea lor spațială nu are nimic de-a face cu celuloza.
substanțe pectinice- acid poligalacturonic, gasit in fructe si legume, reziduurile de acid D-galacturonic sunt legate prin legaturi alfa-1,4-glicozidice. În prezența acizilor organici, sunt capabili de gelificare, sunt utilizați în industria alimentară pentru prepararea jeleului și a marmeladei. Unele substanțe pectinice au efect antiulcer și sunt o componentă activă a unui număr de preparate farmaceutice, de exemplu, un derivat al plantaglucidului de pătlagină.
Muramina este o polizaharidă, un material mecanic suport al peretelui celular bacterian. Conform structurii sale chimice, este un lanț neramificat construit din reziduuri alternative de N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic conectate printr-o legătură beta-1,4-glicozidică. Muramin de organizarea structurală(schelet de beta-1,4-poliglucopiranoză cu lanț drept) și rol functional foarte aproape de chitină și celuloză.
Semizaharidele de dextran de origine bacteriană sunt sintetizate în condiții industriale prin mijloace microbiologice (prin acțiunea microorganismelor Leuconostoc mesenteroides asupra unei soluții de zaharoză) și sunt utilizate ca înlocuitori ai plasmei sanguine (așa-numitii „dextrani” clinici: Poliglukin și alții).

În stânga este D-gliceraldehida, în dreapta este L-gliceraldehida.

Izomerie spațială

Izomerie - existența unor compuși chimici (izomeri), identici ca compoziție și greutate moleculară, diferiți prin structura sau aranjarea atomilor în spațiu și, ca urmare, prin proprietăți.
Stereoizomeria monozaharidelor: izomerul gliceraldehidei în care, atunci când modelul este proiectat în plan, gruparea OH la atomul de carbon asimetric este situată în partea dreaptă este considerată a fi D-gliceraldehidă, iar reflexia în oglindă este L-gliceraldehida . Toți izomerii monozaharidelor sunt împărțiți în forme D și L în funcție de asemănarea locației grupei OH la ultimul atom de carbon asimetric din apropierea grupării CH2OH (cetozele conțin un atom de carbon asimetric mai puțin decât aldozele cu același număr de carbon atomi). Hexozele naturale - glucoza, fructoza, manoza si galactoza - conform configuratiilor stereochimice, sunt clasificate ca compusi din seria D.

Rolul biologic
În organismele vii, carbohidrații îndeplinesc următoarele funcții:
Funcții structurale și suport. Carbohidrații sunt implicați în construcția diferitelor structuri de susținere. Deci celuloza este principala componentă structurală pereții celulari ai plantelor, chitina îndeplinește o funcție similară în ciuperci și oferă, de asemenea, rigiditate exoscheletului artropodelor.
Rol protector în plante. Unele plante au formațiuni protectoare (spini, țepi, etc.) formate din pereții celulari ai celulelor moarte.
funcția plastică. Carbohidrații fac parte din molecule complexe (de exemplu, pentozele (riboză și dezoxiriboză) sunt implicate în construcția ATP, ADN și ARN).
Funcția energetică. Carbohidrații servesc ca sursă de energie: atunci când 1 gram de carbohidrați sunt oxidați, se eliberează 4,1 kcal de energie și 0,4 g de apă.
functie de stocare. Carbohidrații acționează ca nutrienți de rezervă: glicogen la animale, amidon și inulină la plante.
funcția osmotică. Carbohidrații sunt implicați în reglarea presiunii osmotice în organism. Astfel, sângele conține 100-110 mg /% glucoză, presiunea osmotică a sângelui depinde de concentrația de glucoză.
funcția receptorului. Oligozaharidele fac parte din partea receptivă a multor receptori celulari sau molecule de ligand Biosinteza
Carbohidrații predomină în alimentația zilnică a oamenilor și animalelor. Erbivorele primesc amidon, fibre, zaharoză. Carnivorele primesc glicogen din carne.
Animalele nu sunt capabile să sintetizeze carbohidrați din substante anorganice. Ei le obțin din plante cu alimente și le folosesc ca sursă principală de energie obținută în procesul de oxidare: În frunzele verzi ale plantelor, carbohidrații se formează în timpul fotosintezei - un proces biologic unic de transformare a substanțelor anorganice în zaharuri - monoxid de carbon ( IV) și apă, care are loc cu participarea clorofilei din cauza energiei solare: metabolismul carbohidraților în corpul uman și animalele superioare constă în mai multe procese:
Hidroliza (defalcarea) în tractul gastrointestinal a polizaharidelor alimentare și dizaharidelor la monozaharide, urmată de absorbția din lumenul intestinal în fluxul sanguin.
Glicogenogeneza (sinteza) și glicogenoliza (defalcarea) glicogenului în țesuturi, în principal în ficat.
Glicoliza aerobă (calea de oxidare a glucozei sau ciclul pentozei) și anaerobă (fără consum de oxigen) sunt modalități de descompunere a glucozei în organism.
Interconversia hexozelor.
Oxidarea aerobă a produsului de glicoliză - piruvat (etapa finală a metabolismului carbohidraților).
Gluconeogeneza este sinteza carbohidraților din materii prime non-carbohidrate (piruvic, acid lactic, glicerol, aminoacizi și alți compuși organici).
[editează] Surse cheie
Principalele surse de carbohidrați din alimente sunt: ​​pâinea, cartofii, pastele, cerealele, dulciurile. Carbohidratul net este zahărul. Mierea, in functie de provenienta, contine 70-80% glucoza si fructoza.
Pentru a indica cantitatea de carbohidrați din alimente, se folosește o unitate specială de pâine.
În plus, fibrele și pectinele care sunt prost digerate de corpul uman se alătură grupului de carbohidrați.

Lista celor mai comuni carbohidrați

• Monozaharide

• Oligozaharide

• zaharoză (zahăr obișnuit, trestie sau sfeclă)

• Polizaharide

• galactomananii

• Glicozaminoglicani (mucopolizaharide)

• condroitin sulfat

• acid hialuronic

• sulfat de heparan

• sulfat de dermatan

• sulfat de cheratan

Glucoza este cea mai importantă dintre toate monozaharidele, deoarece este unitatea structurală a majorității di- și polizaharidelor alimentare. În procesul de metabolism, ele sunt descompuse în molecule individuale de monozaharide, care, în cursul reacțiilor chimice în mai multe etape, sunt transformate în alte substanțe și în cele din urmă oxidate în dioxid de carbon și apă - folosite ca „combustibil” pentru celule. Glucoza este o componentă esențială a metabolismului carbohidrați. Odată cu scăderea nivelului său în sânge sau cu o concentrație mare și cu incapacitatea de utilizare, așa cum se întâmplă cu diabetul, apare somnolență, pierderea conștienței (comă hipoglicemică). Glucoza „în forma sa pură”, ca monozaharid, se găsește în legume și fructe. Deosebit de bogați în glucoză sunt strugurii - 7,8%, cireșele, cireșele - 5.5%, zmeura - 3.9%, căpșunile - 2.7%, prunele - 2.5%, pepenele verde - 2.4%. Dintre legume, cea mai mare parte a glucozei se găsește în dovleac - 2,6%, în varza albă - 2,6%, în morcovi - 2,5%.

Glucoza este mai puțin dulce decât cea mai cunoscută dizaharidă, zaharoza. Dacă luăm dulceața zaharozei ca 100 de unități, atunci dulceața glucozei va fi de 74 de unități.

Fructoză este una dintre cele mai comune carbohidrați fructe. Spre deosebire de glucoză, aceasta poate pătrunde din sânge în celulele țesuturilor fără participarea insulinei. Din acest motiv, fructoza este recomandată ca cea mai sigură sursă. carbohidrați pentru pacientii diabetici. O parte din fructoză pătrunde în celulele hepatice, care o transformă într-un „combustibil” mai universal - glucoza, astfel încât fructoza este, de asemenea, capabilă să crească glicemia, deși într-o măsură mult mai mică decât alte zaharuri simple. Fructoza este mai ușor transformată în grăsimi decât glucoza. Principalul avantaj al fructozei este că este de 2,5 ori mai dulce decât glucoza și de 1,7 ori mai dulce decât zaharoza. Utilizarea lui în loc de zahăr poate reduce aportul total carbohidrați.

Principalele surse de fructoză din alimente sunt strugurii - 7,7%, merele - 5,5%, perele - 5,2%, cireșe, cireșe dulci - 4,5%, pepenii verzi - 4,3%, coacăze negre - 4,2%, zmeura - 3,9%, căpșunile - 2,4%. %, pepeni - 2,0%. În legume, conținutul de fructoză este scăzut - de la 0,1% la sfeclă până la 1,6% la varza albă. Fructoza se găsește în miere - aproximativ 3,7%. Fructoza, care are o dulceață mult mai mare decât zaharoza, s-a dovedit bine că nu provoacă carii, care sunt promovate de consumul de zahăr.

Galactoză nu apare sub formă liberă în produse. Formează o dizaharidă cu glucoză - lactoză (zahăr din lapte) - principala carbohidrati lapte si produse lactate.

Lactoza este descompusă în tractul gastrointestinal în glucoză și galactoză prin acțiunea unei enzime. lactază. Deficitul acestei enzime la unii oameni duce la intoleranță la lapte. Lactoza nedigerată servește ca un bun nutrient pentru microflora intestinală. În același timp, este posibilă formarea abundentă de gaze, stomacul se „umflă”. În produsele lactate fermentate, cea mai mare parte a lactozei este fermentată până la acid lactic, astfel încât persoanele cu deficit de lactază pot tolera produsele lactate fermentate fără consecințe neplăcute. În plus, bacteriile lactice din produsele lactate fermentate inhibă activitatea microflorei intestinale și reduc efectele adverse ale lactozei.

Galactoza, formată în timpul descompunerii lactozei, este transformată în glucoză în ficat. Cu o deficiență ereditară congenitală sau absența unei enzime care transformă galactoza în glucoză, se dezvoltă o boală gravă - galactozemie, ceea ce duce la retard mintal.

O dizaharidă formată din molecule de glucoză și fructoză este zaharoza. Conținutul de zaharoză în zahăr este de 99,5%. Că zahărul este „moartea albă”, iubitorii de dulciuri știu la fel de bine ca și fumătorii că o picătură de nicotină ucide un cal. Din păcate, ambele adevăruri comune servesc adesea drept prilej pentru glume decât pentru reflecție serioasă și concluzii practice.

Zahărul este descompus rapid în tractul gastrointestinal, glucoza și fructoza sunt absorbite în sânge și servesc ca sursă de energie și cel mai important precursor al glicogenului și al grăsimilor. Este adesea numit „purtător de calorii gol”, deoarece zahărul este pur carbohidratiși nu conține alți nutrienți, cum ar fi, de exemplu, vitamine, săruri minerale. Dintre produsele vegetale, cea mai mare cantitate de zaharoză se găsește în sfeclă - 8,6%, piersici - 6,0%, pepeni - 5,9%, prune - 4,8%, mandarine - 4,5%. În legume, cu excepția sfeclei, se observă un conținut semnificativ de zaharoză în morcovi - 3,5%. La alte legume, conținutul de zaharoză variază de la 0,4 la 0,7%. Pe lângă zahărul în sine, principalele surse de zaharoză din alimente sunt dulceața, mierea, produsele de cofetărie, băuturile dulci, înghețata.

Când două molecule de glucoză se combină, se formează maltoză- zahăr de malț. Contine miere, malt, bere, melasa si produse de panificatie si patiserie realizate cu adaos de melasa.

Toate polizaharidele găsite în hrana umană rare excepții, sunt polimeri ai glucozei.

Amidonul este principala polizaharidă digerabilă. Reprezintă până la 80% din aportul alimentar. carbohidrați.

Sursa de amidon o constituie produsele vegetale, în principal cerealele: cereale, făină, pâine și cartofi. Cerealele conțin cel mai mult amidon: de la 60% în hrișcă (sâmbure) până la 70% în orez. Dintre cereale, cel mai puțin amidon se găsește în fulgii de ovăz și produsele sale procesate: fulgi de ovăz, fulgi de ovăz „Hercules” - 49%. Pastele conțin de la 62 la 68% amidon, pâine cu făină de secară, în funcție de soi, de la 33% la 49%, pâine de grâu și alte produse din făină de grâu - de la 35 la 51% amidon, făină - de la 56 (secara) la 68% (prima de grâu). De asemenea, există mult amidon în leguminoase - de la 40% în linte până la 44% în mazăre. Din acest motiv, mazărea uscată, fasolea, lintea, năutul sunt clasificate ca leguminoase. Se deosebesc soia, care conține doar 3,5% amidon și făina de soia (10-15,5%). Din cauza continut ridicat amidon din cartofi (15-18%) în dietologie, nu este clasificat ca legumă, unde principalul carbohidrați reprezentate de monozaharide și dizaharide, și la alimente cu amidon împreună cu cereale și leguminoase.

În anghinare și alte câteva plante carbohidrați stocat sub formă de polimer de fructoză - inulină. Produsele alimentare cu adaos de inulină sunt recomandate pentru diabet și mai ales pentru prevenirea acestuia (amintim că fructoza pune mai puțin stres asupra pancreasului decât alte zaharuri).

Glicogen- „Amidon animal” – constă din lanțuri foarte ramificate de molecule de glucoză. Se găsește în cantități mici în produsele de origine animală (2-10% în ficat, 0,3-1% în țesutul muscular).

Diabet zaharat (DM) - boala endocrina, caracterizat printr-un sindrom de hiperglicemie cronică, care este o consecință a producției sau acțiunii insuficiente a insulinei, care duce la o încălcare a tuturor tipurilor de metabolism, în primul rând carbohidrați, deteriorarea vaselor de sânge (angiopatie), sistemul nervos (neuropatie), precum și alte organe și sisteme. Conform definiției OMS (1985) - diabetul zaharat este o stare cronică...

Tine minte!

Ce substanțe se numesc polimeri biologici?

Aceștia sunt polimeri - compuși cu molecule înalte care fac parte din organismele vii. Proteine, unii carbohidrați, acizi nucleici.

Care este importanța carbohidraților în natură?

Fructoza este larg distribuită în natură - zahărul din fructe, care este mult mai dulce decât alte zaharuri. Această monozaharidă conferă un gust dulce fructelor plantelor și mierii. Cea mai comună dizaharidă din natură - zaharoza sau zahărul din trestie - constă din glucoză și fructoză. Se obține din trestie de zahăr sau sfeclă de zahăr. Amidonul pentru plante și glicogenul pentru animale și ciuperci sunt o rezervă de nutrienți și energie. Celuloza și chitina îndeplinesc funcții structurale și de protecție în organism. Celuloza sau fibrele formează pereții celulelor vegetale. De masa totala se află pe primul loc pe Pământ între toți compușii organici. În structura sa, chitina este foarte apropiată de celuloză, care formează baza scheletului extern al artropodelor și face parte din peretele celular al ciupercilor.

Numiți proteinele pe care le cunoașteți. Ce funcții îndeplinesc?

Hemoglobina este o proteină din sânge care transportă gazele în sânge

Miozina - proteină musculară, contracție musculară

Colagen - proteina tendoanelor, pielii, elasticitate, extensibilitate

Cazeina este o proteină din lapte

Revizuiți întrebările și temele

1. Ce compuși chimici numite carbohidrați?

Aceasta este grup mare compuși organici naturali. În celulele animale, carbohidrații reprezintă nu mai mult de 5% din masa uscată, iar în unele celule vegetale (de exemplu, tuberculi sau cartofi), conținutul lor ajunge la 90% din reziduul uscat. Carbohidrații sunt împărțiți în trei clase principale: monozaharide, dizaharide și polizaharide.

2. Ce sunt mono- și dizaharidele? Dă exemple.

Monozaharidele sunt compuse din monomeri, substanțe organice cu greutate moleculară mică. Monozaharidele riboza și deoxiriboza sunt constituenți ai acizilor nucleici. Cea mai comună monozaharidă este glucoza. Glucoza este prezentă în celulele tuturor organismelor și este una dintre principalele surse de energie pentru animale. Dacă două monozaharide se combină într-o moleculă, un astfel de compus se numește dizaharidă. Cea mai comună dizaharidă în natură este zaharoza sau zahărul din trestie.

3. Ce carbohidrat simplu servește ca monomer de amidon, glicogen, celuloză?

4. Din ce compuși organici constau proteinele?

Lanțurile lungi de proteine ​​sunt construite din doar 20 de tipuri diferite de aminoacizi care au plan general structuri, dar diferite unele de altele prin structura radicalului. Conectându-se, moleculele de aminoacizi formează așa-numitele legături peptidice. Cele două lanțuri polipeptidice care alcătuiesc hormonul pancreatic insulina conțin 21 și 30 de reziduuri de aminoacizi. Acestea sunt unele dintre cele mai scurte „cuvinte” din „limbaj” proteic. Mioglobina este o proteină care leagă oxigenul în țesutul muscular și constă din 153 de aminoacizi. Proteina de colagen care formează baza fibrelor de colagen țesut conjunctivși asigurându-și rezistența, constă din trei lanțuri polipeptidice, fiecare dintre ele conține aproximativ 1000 de resturi de aminoacizi.

5. Cum se formează structurile proteice secundare și terțiare?

Răsucindu-se sub formă de spirală, firul proteic capătă un nivel superior de organizare - o structură secundară. În cele din urmă, polipeptida se înfășoară pentru a forma o bobină (globul). Această structură terțiară a proteinei este forma sa biologic activă, care are specificitate individuală. Cu toate acestea, pentru un număr de proteine, structura terțiară nu este definitivă. Structura secundară este un lanț polipeptidic răsucit într-o spirală. Pentru o interacțiune mai puternică în structura secundară, are loc o interacțiune intramoleculară cu ajutorul punților de sulfuri –S–S– între spirele helixului. Acest lucru asigură rezistența acestei structuri. Structura terțiară este o structură spirală secundară răsucită în globule - bulgări compacte. Aceste structuri oferă rezistență maximă și abundență mai mare în celule în comparație cu alte molecule organice.

6. Numiți funcțiile proteinelor cunoscute de dvs. Cum puteți explica diversitatea existentă a funcțiilor proteinelor?

Una dintre funcțiile principale ale proteinelor este enzimatică. Enzimele sunt proteine ​​care catalizează reacțiile chimice în organismele vii. O reacție enzimatică este o reacție chimică care are loc numai în prezența unei enzime. Fără o enzimă, nici o reacție nu are loc în organismele vii. Lucrarea enzimelor este strict specifică, fiecare enzimă are propriul substrat, pe care îl scindează. Enzima se apropie de substratul său ca o „cheie a unui lacăt”. Deci, enzima urează reglează descompunerea ureei, enzima amilază reglează amidonul, iar enzimele protează reglează proteinele. Prin urmare, pentru enzime se folosește expresia „specificitatea acțiunii”.

Proteinele îndeplinesc, de asemenea, diverse alte funcții în organisme: structurale, de transport, motorii, de reglare, de protecție, energetice. Funcțiile proteinelor sunt destul de numeroase, deoarece ele stau la baza varietății de manifestări ale vieții. Aceasta este o componentă membrane biologice, transportul de nutrienți, cum ar fi hemoglobina, funcția musculară, funcția hormonală, apărarea organismului - munca antigenelor și a anticorpilor și alte funcții importante în organism.

7. Ce este denaturarea proteinelor? Ce poate provoca denaturarea?

Denaturarea este o încălcare a structurii spațiale terțiare a moleculelor de proteine ​​sub influența diverșilor factori fizici, chimici, mecanici și alți factori. Factori fizici este temperatura, radiația, Factori chimici este o acțiune asupra proteinelor oricăror substanțe chimice: solvenți, acizi, alcalii, substanțe concentrate etc. Factori mecanici - scuturare, presiune, întindere, răsucire etc.

Gândi! Tine minte!

1. Folosind cunoștințele acumulate în studiul biologiei plantelor, explicați de ce există semnificativ mai mulți carbohidrați în organismele vegetale decât la animale.

Deoarece baza vieții - nutriția plantelor este fotosinteza, acesta este procesul de formare a compușilor organici complecși ai carbohidraților din dioxid de carbon anorganic mai simplu și apă. Principalul carbohidrat sintetizat de plante pentru alimentatia aerului este glucoza, poate fi si amidon.

2. Ce boli pot duce la o încălcare a conversiei carbohidraților în corpul uman?

Reglarea metabolismului carbohidraților este realizată în principal de hormoni și centrală sistem nervos. Glucocorticosteroizii (cortizon, hidrocortizon) încetinesc viteza de transport a glucozei în celulele tisulare, insulina o accelerează; adrenalina stimulează procesul de formare a zahărului din glicogen din ficat. De asemenea îi aparține cortexului cerebral anumit rolîn reglarea metabolismului carbohidraților, deoarece factorii psihogene cresc formarea zahărului în ficat și provoacă hiperglicemie.

Starea metabolismului carbohidraților poate fi judecată după conținutul de zahăr din sânge (în mod normal 70-120 mg%). Cu o încărcătură de zahăr, această valoare crește, dar apoi ajunge rapid la normă. Tulburările metabolismului carbohidraților apar în diferite boli. Deci, cu o lipsă de insulină, apare diabetul zaharat.

O scădere a activității uneia dintre enzimele metabolismului carbohidraților - fosforilaza musculară - duce la distrofie musculară.

3. Se știe că dacă nu există proteine ​​în dietă, chiar și în ciuda conținutului caloric suficient al alimentelor, creșterea se oprește la animale, compoziția sângelui se modifică și apar alte fenomene patologice. Care este motivul unor astfel de încălcări?

În organism, există doar 20 de tipuri diferite de aminoacizi care au un plan structural comun, dar diferă unul de celălalt în structura radicalului, formează diferite molecule proteice, dacă nu folosiți proteine, de exemplu, esențiale, care nu se pot forma în organism de la sine, ci trebuie consumate cu alimente. Astfel, dacă nu există proteine, multe molecule de proteine ​​nu se pot forma în interiorul organismului însuși și nu pot apărea modificări patologice. Creșterea este controlată de creșterea celulelor osoase, baza oricărei celule fiind proteinele; hemoglobina este principala proteină din sânge, care asigură transportul principalelor gaze din organism (oxigen, dioxid de carbon).

4. Explicați dificultățile care apar în timpul transplantului de organe, pe baza cunoașterii specificității moleculelor proteice din fiecare organism.

Proteinele sunt materialul genetic, deoarece conțin structura ADN-ului și ARN-ului organismului. Astfel, proteinele au caracteristici genetice în fiecare organism, informațiile genelor sunt criptate în ele, aceasta este dificultatea la transplantarea din organisme străine (neînrudite), deoarece au gene diferite și, prin urmare, proteine.

Compușii organici care sunt principala sursă de energie se numesc carbohidrați. Cel mai adesea zaharurile se găsesc în alimente origine vegetală. Un deficit de carbohidrați poate provoca disfuncție hepatică, iar un exces de carbohidrați determină o creștere a nivelului de insulină. Să vorbim mai mult despre zaharuri.

Ce sunt carbohidrații?

Aceștia sunt compuși organici care conțin o grupare carbonil și mai multe grupări hidroxil. Ele fac parte din țesuturile organismelor și sunt, de asemenea componentă importantă celule. Sunt izolate mono-, oligo- și polizaharide, precum și carbohidrați mai complecși, cum ar fi glicolipidele, glicozidele și altele. Carbohidrații sunt un produs al fotosintezei și, de asemenea, principalul materie prima biosinteza altor compuși din plante. Datorită varietății mari de compuși, această clasă este capabilă să joace roluri multiple în organismele vii. Fiind oxidați, carbohidrații oferă energie tuturor celulelor. Ele sunt implicate în formarea imunității și fac, de asemenea, parte din multe structuri celulare.

Tipuri de zaharuri

Compușii organici sunt împărțiți în două grupe - simpli și complexi. Carbohidrații de primul tip sunt monozaharide care conțin o grupare carbonil și sunt derivați ai alcoolilor polihidroxilici. Al doilea grup include oligozaharide și polizaharide. Primele constau din reziduuri de monozaharide (de la doi la zece), care sunt legate printr-o legătură glicozidică. Acesta din urmă poate conține sute sau chiar mii de monomeri. Tabelul de carbohidrați care se găsesc cel mai des este următorul:

1. Glucoză.
2. Fructoză.
3. Galactoză.
4. zaharoza.
5. Lactoză.
6. Maltoză.
7. Rafinoza.
8. Amidon.
9. Celuloză.
10. Chitină.
11. Muramin.
12. Glicogen.

Lista carbohidraților este extinsă. Să ne oprim asupra unora dintre ele mai detaliat.

Grup simplu de carbohidrați

În funcție de locul ocupat de grupa carbonil în moleculă, se disting două tipuri de monozaharide - aldoze și cetoze. În prima, gruparea funcțională este aldehida, în cea din urmă, cetona. În funcție de numărul de atomi de carbon din moleculă, se formează denumirea monozaharidei. De exemplu, aldohexoze, aldotetroze, cetotrioze și așa mai departe. Aceste substanțe sunt cel mai adesea incolore, slab solubile în alcool, dar bine în apă. Carbohidrații simpli din alimente sunt solizi, nu hidrolizați în timpul digestiei. Unii dintre reprezentanți au un gust dulce.

Reprezentanții grupului

Ce este un carbohidrat simplu? În primul rând, este glucoză sau aldohexoză. Există două forme - liniară și ciclică. Descrie cel mai exact Proprietăți chimice glucoza este a doua formă. Aldohexoza conține șase atomi de carbon. Substanța nu are culoare, dar are gust dulce. Este foarte solubil în apă. Glucoza se gaseste aproape peste tot. Există în organele plantelor și animalelor, precum și în fructe. În natură, aldohexoza se formează în timpul fotosintezei.

În al doilea rând, este galactoză. Substanța diferă de glucoză în aranjarea spațială a grupărilor hidroxil și hidrogen la al patrulea atom de carbon din moleculă. Are gust dulce. Se găsește în organismele animale și vegetale, precum și în unele microorganisme.

Iar al treilea reprezentant al carbohidraților simpli este fructoza. Substanța este cel mai dulce zahăr produs în natură. Este prezent în legume, fructe, fructe de pădure, miere. Se absoarbe ușor de organism, se excretă rapid din sânge, ceea ce duce la utilizarea lui de către pacienții cu diabet zaharat. Fructoza are un conținut scăzut de calorii și nu provoacă carii.

Alimente bogate în zaharuri simple

1. 90 g - sirop de porumb.
2. 50 g - zahăr rafinat.
3. 40,5 g - miere.
4. 24 g - smochine.
5. 13 g - caise uscate.
6. 4 g - piersici.

Aportul zilnic al acestei substanțe nu trebuie să depășească 50 g. În ceea ce privește glucoza, în acest caz raportul va fi ușor diferit:

1. 99,9 g - zahăr rafinat.
2. 80,3 g - miere.
3. 69,2 g - curmale.
4. 66,9 g - orz perlat.
5. 61,8 g - fulgi de ovaz.
6. 60,4 g - hrișcă.

Pentru a calcula aportul zilnic al unei substanțe, trebuie să înmulțiți greutatea cu 2,6. Zaharurile simple oferă energie corpului uman și ajută la combaterea diferitelor toxine. Dar nu trebuie să uităm că cu orice utilizare trebuie să existe o măsură, altfel consecințele grave nu vor întârzia să apară.

Oligozaharide

Cele mai comune specii din acest grup sunt dizaharidele. Ce sunt carbohidrații care conțin mai multe monozaharide? Sunt glicozide care conțin monomeri. Monozaharidele sunt legate printr-o legătură glicozidică, care se formează ca rezultat al combinației de grupări hidroxil. Pe baza structurii, dizaharidele sunt împărțite în două tipuri: reducătoare și nereducătoare. Primul este maltoza și lactoza, iar al doilea este zaharoza. Tipul reducător are o solubilitate bună și un gust dulce. Oligozaharidele pot conține mai mult de doi monomeri. Dacă monozaharidele sunt aceleași, atunci un astfel de carbohidrat aparține grupului de homopolizaharide, iar dacă este diferit, atunci heteropolizaharidelor. Un exemplu de acest din urmă tip este trizaharid rafinoza, care conține reziduuri de glucoză, fructoză și galactoză.

lactoza, maltoza si zaharoza

Această din urmă substanță se dizolvă bine, are un gust dulce. Trestia de zahăr și sfecla este o sursă de dizaharide. În organism, hidroliza descompune zaharoza în glucoză și fructoză. Dizaharida se găsește în cantități mari în zahărul rafinat (99,9 g la 100 g produs), în prune uscate (67,4 g), în struguri (61,5 g) și în alte produse. Cu aportul excesiv de această substanță, capacitatea de a se transforma în grăsime în aproape toate nutrienți. De asemenea, crește nivelul de colesterol din sânge. O cantitate mare de zaharoză afectează negativ flora intestinală.

Zahărul din lapte, sau lactoza, se găsește în lapte și derivații săi. Carbohidratul este descompus în galactoză și glucoză de către o enzimă specială. Dacă nu este în organism, atunci apare intoleranța la lapte. Zahărul de malț sau maltoza este un produs intermediar de degradare a glicogenului și a amidonului. În alimente, substanța se găsește în malț, melasă, miere și cereale încolțite. Compoziția carbohidraților de lactoză și maltoză este reprezentată de reziduuri de monomeri. Doar în primul caz sunt D-galactoză și D-glucoză, iar în al doilea caz substanța este reprezentată de două D-glucoze. Ambii carbohidrați sunt zaharuri reducătoare.

Polizaharide

Ce sunt carbohidrații complecși? Ele diferă unele de altele în mai multe moduri:

1. După structura monomerilor incluși în lanț.

2. După ordinea găsirii monozaharidelor în lanț.

3. După tipul de legături glicozidice care leagă monomerii.

Ca și în cazul oligozaharidelor, homo- și heteropolizaharidele pot fi distinse în acest grup. Primul include celuloză și amidon, iar al doilea - chitină, glicogen. Polizaharidele sunt o sursă importantă de energie, care se formează ca urmare a metabolismului. Ele sunt implicate în procesele imunitare, precum și în aderarea celulelor în țesuturi.

Lista carbohidraților complecși este reprezentată de amidon, celuloză și glicogen, le vom analiza mai detaliat. Unul dintre principalii furnizori de carbohidrați este amidonul. Aceștia sunt compuși care includ sute de mii de reziduuri de glucoză. Carbohidrații se nasc și se depozitează sub formă de boabe în cloroplastele plantelor. Prin hidroliză, amidonul este transformat în zaharuri solubile în apă, ceea ce facilitează mișcarea liberă prin părțile plantei. Odată ajuns în corpul uman, carbohidrații încep să se descompună deja în gură. LA cel mai amidonul conține boabe de cereale, tuberculi și bulbi de plante. În dietă, reprezintă aproximativ 80% din cantitatea totală de carbohidrați consumată. Cea mai mare cantitate de amidon, la 100 g de produs, se găsește în orez - 78 g. Puțin mai puțin în paste și mei - 70 și 69 g. O sută de grame de pâine de secară include 48 g de amidon, iar în aceeași porție de cartofi cantitatea sa ajunge la doar 15 g. Necesarul zilnic al organismului uman pentru acest carbohidrat este de 330-450 g.

Produsele din cereale conțin și fibre sau celuloză. Carbohidrații fac parte din pereții celulari ai plantelor. Contribuția lui este de 40-50%. O persoană nu este capabilă să digere celuloza, deci nu există nicio enzimă necesară care să efectueze procesul de hidroliză. Dar tipul moale de fibre, cum ar fi cartofii și legumele, pot fi bine absorbite în tractul digestiv. Care este conținutul acestui carbohidrat în 100 g de alimente? Secara și tărâțele de grâu sunt alimentele cele mai bogate în fibre. Continutul lor ajunge la 44 g. Pudra de cacao include 35 g de carbohidrati nutritivi, iar ciupercile uscate doar 25. Macesele si cafeaua macinata contin 22 si 21 g. Unele dintre cele mai bogate fructe in fibre sunt caise si smochine. Conținutul de carbohidrați din ele ajunge la 18 g. O persoană trebuie să mănânce până la 35 g de celuloză pe zi. În plus, cea mai mare nevoie de carbohidrați apare la vârsta de 14 până la 50 de ani.

Polizaharida de glicogen este folosită ca material energetic pentru buna funcționare a mușchilor și organelor. Nu are valoare nutritivă, deoarece conținutul său în alimente este extrem de scăzut. Carbohidratul este uneori numit amidon animal din cauza asemănării structurii. În această formă, glucoza este stocată în celulele animale (în cantitate cea mai mare în ficat și mușchi). In ficat la adulti, cantitatea de carbohidrati poate ajunge pana la 120 g. Liderii in continutul de glicogen sunt zaharul, mierea si ciocolata. Curmalele, stafidele, marmeladă, paiele dulci, bananele, pepenele verde, curmalele și smochinele se pot lăuda și cu un conținut ridicat de carbohidrați. Norma zilnică de glicogen este de 100 g pe zi. Dacă o persoană este implicată activ în sport sau face performanță buna treaba asociată cu activitatea mentală, cantitatea de carbohidrați trebuie crescută. Glicogenul se referă la carbohidrații ușor digerabili care sunt stocați în rezervă, ceea ce indică utilizarea acestuia doar în cazul lipsei de energie din alte substanțe.

Polizaharidele includ, de asemenea, următoarele substanțe:

1. Chitina. Face parte din corneea artropodelor, este prezentă în ciuperci, plante inferioare iar la nevertebrate. Substanța joacă rolul unui material suport și îndeplinește și funcții mecanice.

2. Muramină. Este prezent ca material suport mecanic al peretelui celular bacterian.

3. Dextrani. Polizaharidele acționează ca înlocuitori pentru plasma sanguină. Sunt obținute prin acțiunea microorganismelor asupra unei soluții de zaharoză.

4. Substanțe pectinice. Împreună cu acizii organici, pot forma jeleu și marmeladă.

Proteine ​​și carbohidrați. Produse. Listă

Corpul uman are nevoie de o anumită cantitate de nutrienți în fiecare zi. De exemplu, carbohidrații trebuie consumați în proporție de 6-8 g la 1 kg de greutate corporală. Dacă o persoană duce un stil de viață activ, atunci numărul va crește. Carbohidrații se găsesc aproape întotdeauna în alimente. Să facem o listă cu prezența lor la 100 g de hrană:

1. Cea mai mare cantitate (peste 70 g) se găsește în zahăr, muesli, marmeladă, amidon și orez.
2. De la 31 la 70 g - în făină și produse de cofetărie, în paste, cereale, fructe uscate, fasole și mazăre.
3. Bananele, inghetata, macesele, cartofii, pasta de rosii, compoturile, nuca de cocos, semintele de floarea soarelui si nucile de caju contin 16 pana la 30 g de carbohidrati.
4. De la 6 la 15 g - în pătrunjel, mărar, sfeclă, morcovi, agrișe, coacăze, fasole, fructe, nuci, porumb, bere, semințe de dovleac, ciuperci uscate și așa mai departe.
5. Până la 5 g de carbohidrați se găsesc în ceapa verde, roșii, dovlecei, dovleci, varză, castraveți, merișoare, produse lactate, ouă și așa mai departe.

Nutrienții nu trebuie să intre în organism mai puțin de 100 g pe zi. În caz contrar, celula nu va primi energia de care are nevoie. Creierul nu își va putea îndeplini funcțiile de analiză și coordonare, prin urmare, mușchii nu vor primi comenzi, ceea ce va duce în cele din urmă la cetoză.

Ce sunt carbohidrații, am spus noi, dar, pe lângă ei, proteinele sunt o substanță indispensabilă vieții. Sunt un lanț de aminoacizi legați legătură peptidică. În funcție de compoziție, proteinele diferă în proprietățile lor. De exemplu, aceste substanțe joacă un rol material de construcții, deoarece fiecare celulă a corpului le include în compoziția sa. Unele tipuri de proteine ​​sunt enzimele și hormonii, precum și o sursă de energie. Ele influențează dezvoltarea și creșterea organismului, reglează echilibrul acido-bazic și hidric.

Tabelul carbohidraților din alimente a arătat că în carne și pește, precum și în unele tipuri de legume, numărul acestora este minim. Care este conținutul de proteine ​​din alimente? Cel mai bogat produs este gelatina alimentară, conține 87,2 g de substanță la 100 g. Urmează muștarul (37,1 g) și soia (34,9 g). Raportul dintre proteine ​​și carbohidrați în aportul zilnic la 1 kg de greutate ar trebui să fie de 0,8 g și 7 g. Pentru o mai bună absorbție a primei substanțe, este necesar să luați alimente în care este nevoie. formă ușoară. Acest lucru se aplică proteinelor care sunt prezente în produsele lactate și în ouă. Proteinele și carbohidrații nu se combină bine într-o singură masă. Tabelul cu nutriția separată arată care variații sunt cel mai bine evitate:

1. Orez cu peste.
2. Cartofi și pui.
3. Paste și carne.
4. Sandvișuri cu brânză și șuncă.
5. Pește pane.
6. Prajituri cu nuca.
7. Omletă cu șuncă.
8. Făină cu fructe de pădure.
9. Pepenele galben și pepenele verde trebuie consumate separat cu o oră înainte de masa principală.

Se potrivește bine:

1. Carne cu salata.
2. Pește cu legume sau la grătar.
3. Brânza și șuncă separat.
4. Nucile în general.
5. Omletă cu legume.

Regulile de nutriție separată se bazează pe cunoașterea legilor biochimiei și pe informații despre activitatea enzimelor și sucurilor alimentare. Pentru o bună digestie, orice fel de aliment necesită un set individual de lichide gastrice, o anumită cantitate de apă, un mediu alcalin sau acid și prezența sau absența enzimelor. De exemplu, o masă bogată în carbohidrați, pentru o digestie mai bună, necesită suc digestiv cu enzime alcaline care descompun aceste substanțe organice. Dar alimentele bogate în proteine ​​necesită deja enzime acide... Urmând regulile simple de respectare a alimentelor, o persoană își întărește sănătatea și își menține o greutate constantă, fără ajutorul dietelor.

Carbohidrați „răi” și „bune”.

Substanțele „rapide” (sau „greșite”) sunt compuși care conțin un număr mic de monozaharide. Astfel de carbohidrați pot fi digerați rapid, pot crește nivelul de zahăr din sânge și, de asemenea, pot crește cantitatea de insulină secretată. Acesta din urmă scade nivelul zahărului din sânge transformându-l în grăsimi. Utilizarea carbohidraților după cină pentru o persoană care își monitorizează greutatea este cel mai mare pericol. În acest moment, organismul este cel mai predispus la o creștere a masei de grăsime. Ce conține exact carbohidrații greșiți? Produsele enumerate mai jos:

1. Cofetarie.

3. Gem.

4. Sucuri dulci și compoturi.

7. Cartofi.

8. Paste.

9. Orez alb

10. Ciocolata.

Practic, acestea sunt produse care nu necesită pregătire îndelungată. După o astfel de masă, trebuie să te miști mult, altfel greutatea în plus se va face simțită.

Carbohidrații „adecvați” conțin mai mult de trei monomeri simpli. Sunt absorbite lent și nu provoacă o creștere bruscă a zahărului. Acest tip carbohidrații conțin o cantitate mare de fibre, care practic nu sunt digerate. În acest sens, o persoană rămâne plină mult timp, pentru descompunerea unei astfel de alimente, energie suplimentară in plus, exista o curatare naturala a organismului. Să facem o listă de carbohidrați complecși, sau mai degrabă, produsele în care se găsesc:

1. Pâine cu tărâțe și cereale integrale.
2. Hrișcă și fulgi de ovăz.
3. Legume verzi.
4. Paste grosiere.
5. Ciuperci.
6. Mazăre.
7. Fasole roșie.
8. rosii.
9. Produse lactate.
10. Fructe.
11. Ciocolată amară.
12. Fructe de pădure.
13. Linte.

Pentru a te menține în formă, trebuie să mănânci mai mulți carbohidrați „buni” din alimente și cât mai puțini „răi”. Acestea din urmă sunt luate cel mai bine în prima jumătate a zilei. Dacă trebuie să pierdeți în greutate, este mai bine să excludeți utilizarea carbohidraților „greși”, deoarece atunci când îi folosiți, o persoană primește alimente într-un volum mai mare. "corect" nutrienți cu conținut scăzut de calorii, sunt capabile să lase o senzație de sațietate pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru nu înseamnă o respingere completă a carbohidraților „răi”, ci doar utilizarea rezonabilă a acestora.