De kjemiske egenskapene til cellene som utgjør levende organismer avhenger først og fremst av antall karbonatomer, som utgjør opptil 50 % av tørrmassen. Karbonatomer er i hovedsak organisk materiale: ekorn, nukleinsyrer ah, lipider og karbohydrater. Den siste gruppen inkluderer forbindelser av karbon og vann som tilsvarer formelen (CH 2 O) n, hvor n er lik eller større enn tre. I tillegg til karbon, hydrogen og oksygen kan molekylene inneholde atomer av fosfor, nitrogen og svovel. I denne artikkelen vil vi studere rollen til karbohydrater i menneskekroppen, så vel som funksjonene til deres struktur, egenskaper og funksjoner.

Klassifisering

Denne gruppen av forbindelser i biokjemi er delt inn i tre klasser: enkle sukkerarter (monosakkarider), polymerforbindelser med en glykosidbinding - oligosakkarider og biopolymerer med høy molekylvekt - polysakkarider. Stoffer i de ovennevnte klassene finnes i forskjellige typer celler. For eksempel finnes stivelse og glukose i plantestrukturer, glykogen finnes i humane hepatocytter og soppcellevegger, og kitin finnes i eksoskjelettet til leddyr. Alle de ovennevnte stoffene er karbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen er universell. De er hovedleverandøren av energi til de vitale manifestasjonene til bakterier, dyr og mennesker.

Monosakkarider

De har en generell formel C n H 2 n O n og er delt inn i grupper avhengig av antall karbonatomer i molekylet: trioser, tetroser, pentoser, og så videre. I sammensetningen av cellulære organeller og cytoplasma har enkle sukkerarter to romlige konfigurasjoner: sykliske og lineære. I det første tilfellet er karbonatomer koblet til hverandre med kovalente sigmabindinger og danner lukkede sykluser; i det andre tilfellet er karbonskjelettet ikke lukket og kan ha forgreninger. For å bestemme rollen til karbohydrater i kroppen, la oss vurdere de vanligste av dem - pentoser og heksoser.

Isomerer: glukose og fruktose

De har det samme molekylær formel C 6 H 12 O 6, men forskjellige strukturelle typer molekyler. Vi har allerede ringt før hovedrolle karbohydrater i en levende organisme - energi. Stoffene ovenfor brytes ned av cellen. Som et resultat frigjøres energi (17,6 kJ fra ett gram glukose). I tillegg syntetiseres 36 ATP-molekyler. Nedbrytningen av glukose skjer på membranene (cristae) i mitokondrier og er en kjede av enzymatiske reaksjoner - Krebs-syklusen. Det er det viktigste leddet i dissimilering som forekommer i alle celler av heterotrofe eukaryote organismer uten unntak.

Glukose dannes også i pattedyrmyocytter på grunn av nedbrytning av glykogenreserver i muskelvev. I fremtiden blir det brukt som et lett desintegrerende stoff, siden det å gi celler energi er hovedrollen til karbohydrater i kroppen. Planter er fototrofer og produserer sin egen glukose under fotosyntesen. Disse reaksjonene kalles Calvin-syklusen. Utgangsmaterialet er karbondioksid, og akseptoren er ribolosedifosfat. Glukosesyntese skjer i kloroplastmatrisen. Fruktose, som har samme molekylformel som glukose, inneholder en funksjonell ketongruppe i molekylet. Det er søtere enn glukose og finnes i honning, samt juice av bær og frukt. Dermed, biologisk rolle karbohydrater i kroppen er først og fremst å bruke dem som en rask energikilde.

Pentoses rolle i arvelighet

La oss dvele ved en annen gruppe monosakkarider - ribose og deoksyribose. Deres unikhet ligger i det faktum at de er en del av polymerer - nukleinsyrer. For alle organismer, inkludert ikke-cellulære livsformer, er DNA og RNA hovedbærerne av arvelig informasjon. Ribose finnes i RNA-molekyler, og deoksyribose finnes i DNA-nukleotider. Følgelig er den biologiske rollen til karbohydrater i menneskekroppen at de deltar i dannelsen av arveenheter - gener og kromosomer.

Eksempler på pentoser som inneholder en aldehydgruppe og er vanlige i flora, er xylose (finnes i stilker og frø), alfa-arabinose (finnes i steinfruktgummi frukttrær). Dermed fordelingen og den biologiske rollen til karbohydrater i kroppen høyere planter stor nok.

Hva er oligosakkarider

Hvis restene av monosakkaridmolekyler, som glukose eller fruktose, er koblet sammen med kovalente bindinger, dannes oligosakkarider - polymerkarbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen til både planter og dyr er mangfoldig. Dette gjelder spesielt for disakkarider. De vanligste blant dem er sukrose, laktose, maltose og trehalose. Således finnes sukrose, ellers kalt rørsukker, i planter i form av en løsning og lagres i røttene eller stilkene deres. Som et resultat av hydrolyse dannes molekyler av glukose og fruktose. er av animalsk opprinnelse. Noen opplever intoleranse mot dette stoffet på grunn av hyposekresjon av laktaseenzymet, som bryter ned melkesukker til galaktose og glukose. Karbohydratenes rolle i kroppens liv er variert. For eksempel er disakkaridet trehalose, som består av to glukoserester, en del av hemolymfen til krepsdyr, edderkopper og insekter. Det finnes også i cellene til sopp og noen alger.

Et annet disakkarid, maltose eller maltsukker, finnes i korn av rug eller bygg under spiring og er et molekyl som består av to glukoserester. Det dannes som et resultat av nedbrytning av plante- eller dyrestivelse. I tynntarmen hos mennesker og pattedyr brytes maltose ned av enzymet maltase. I fravær i bukspyttkjerteljuice oppstår en patologi på grunn av intoleranse mot glykogen eller plantestivelse i matvarer. I dette tilfellet brukes en spesiell diett og selve enzymet legges til dietten.

Komplekse karbohydrater i naturen

De er svært utbredt, spesielt i planteverdenen, er biopolymerer og har stor molekylvekt. For eksempel, i stivelse er det 800 000, og i cellulose - 1 600 000. Polysakkarider er forskjellige i sammensetningen av monomerer, graden av polymerisering og lengden på kjedene. I motsetning til enkle sukkerarter og oligosakkarider, som er svært løselige i vann og har en søt smak, er polysakkarider hydrofobe og smakløse. La oss vurdere rollen til karbohydrater i menneskekroppen ved å bruke eksemplet med glykogen - animalsk stivelse. Det er syntetisert fra glukose og er reservert i hepatocytter og skjelettmuskelceller, hvor innholdet er dobbelt så høyt som i leveren. Subkutant fettvev, nevrocytter og makrofager er også i stand til å produsere glykogen. Et annet polysakkarid, plantestivelse, er et produkt av fotosyntese og dannes i grønne plastider.

Helt fra begynnelsen av den menneskelige sivilisasjonen var de viktigste leverandørene av stivelse verdifulle landbruksvekster: ris, poteter, mais. De er fortsatt grunnlaget for kostholdet til det store flertallet av verdens innbyggere. Dette er grunnen til at karbohydrater er så verdifulle. Karbohydratenes rolle i kroppen er, som vi ser, i deres bruk som energikrevende og raskt fordøyelige organiske stoffer.

Det er en gruppe polysakkarider hvis monomerer er hyaluronsyrerester. De kalles pektiner og er strukturelle stoffer i planteceller. Epleskall og betemasse er spesielt rike på dem. Cellulære stoffer pektiner regulerer intracellulært trykk - turgor. I konfektindustrien brukes de som geleringsmidler og fortykningsmidler i produksjon av marshmallows og marmelader av høy kvalitet. I kostholdsernæring brukes som biologisk aktive stoffer som effektivt fjerner giftstoffer fra tykktarmen.

Hva er glykolipider

Dette interessant gruppe komplekse forbindelser karbohydrater og fett som finnes i nervevev. Det utgjør hjernen og ryggmargen til pattedyr. Glykolipider finnes også i cellemembraner. For eksempel, i bakterier er de involvert i noen av disse forbindelsene er antigener (stoffer som oppdager blodgrupper i Landsteiner AB0-systemet). I cellene til dyr, planter og mennesker er det i tillegg til glykolipider også uavhengige fettmolekyler. De utfører først og fremst en energifunksjon. Når ett gram fett brytes ned, frigjøres 38,9 kJ energi. Lipider er også preget av en strukturell funksjon (de er en del av cellemembraner). Dermed utføres disse funksjonene av karbohydrater og fett. Deres rolle i kroppen er ekstremt viktig.

Karbohydraters og lipiders rolle i kroppen

I menneskelige og dyreceller kan gjensidige transformasjoner av polysakkarider og fett som oppstår som et resultat av metabolisme observeres. Ernæringsfysiologer har funnet ut at overdreven inntak av stivelsesholdig mat fører til fettansamling. Hvis en person har problemer med bukspyttkjertelen når det gjelder amylasesekresjon eller fører en stillesittende livsstil, kan vekten hans øke betydelig. Det er verdt å huske at karbohydratrik mat brytes hovedsakelig ned i tolvfingertarmen til glukose. Det absorberes av kapillærene i villi i tynntarmen og avsettes i leveren og musklene i form av glykogen. Jo mer intens metabolismen i kroppen er, jo mer aktivt brytes den ned til glukose. Det brukes deretter av celler som det viktigste energimaterialet. Denne informasjonen fungerer som et svar på spørsmålet om hvilken rolle karbohydrater spiller i menneskekroppen.

Betydningen av glykoproteiner

Forbindelser av denne gruppen av stoffer er representert av et karbohydrat + proteinkompleks. De kalles også glykokonjugater. Dette er antistoffer, hormoner, membranstrukturer. Den siste biokjemiske forskningen har fastslått at hvis glykoproteiner begynner å endre sin opprinnelige (naturlige) struktur, fører dette til utvikling av så komplekse sykdommer som astma, revmatoid artritt og kreft. Rollen til glykokonjugater i cellemetabolismen er stor. Dermed undertrykker interferoner reproduksjonen av virus, immunglobuliner beskytter kroppen mot patogene midler. Blodproteiner tilhører også denne gruppen av stoffer. De gir beskyttende og bufferegenskaper. Alle de ovennevnte funksjonene bekreftes av det faktum at den fysiologiske rollen til karbohydrater i kroppen er mangfoldig og ekstremt viktig.

Hvor og hvordan dannes karbohydrater?

Hovedleverandørene av enkle og komplekse sukkerarter er grønne planter: alger, høyere sporer, gymnospermer og blomstrende planter. Alle inneholder pigmentet klorofyll i cellene sine. Det er en del av thylakoidene - strukturene til kloroplaster. Den russiske vitenskapsmannen K. A Timiryazev studerte prosessen med fotosyntese, som resulterer i dannelsen av karbohydrater. Karbohydratenes rolle i plantekroppen er akkumulering av stivelse i frukt, frø og løker, det vil si i vegetative organer. Mekanismen for fotosyntese er ganske kompleks og består av en rekke enzymatiske reaksjoner som oppstår både i lys og i mørke. Glukose syntetiseres fra karbondioksid under påvirkning av enzymer. Heterotrofe organismer bruker grønne planter som en kilde til mat og energi. Dermed er det planter som er første ledd i alt og kalles produsenter.

I cellene til heterotrofe organismer syntetiseres karbohydrater på kanalene til det glatte (agranulære) endoplasmatiske retikulum. De brukes da som energi og byggemateriale. I planteceller dannes det i tillegg karbohydrater i Golgi-komplekset, og går deretter til å danne cellulosecelleveggen. Under fordøyelsen av virveldyr brytes forbindelser rike på karbohydrater delvis ned til munnhulen og mage. De viktigste dissimilasjonsreaksjonene forekommer i tolvfingertarmen. Det skiller ut bukspyttkjerteljuice som inneholder enzymet amylase, som bryter ned stivelse til glukose. Som nevnt tidligere absorberes glukose i blodet i tynntarmen og distribueres til alle celler. Her brukes den som energikilde og strukturelt stoff. Dette forklarer rollen karbohydrater spiller i kroppen.

Supramembrankomplekser av heterotrofe celler

De er karakteristiske for dyr og sopp. Kjemisk oppbygning og den molekylære organiseringen av disse strukturene er representert av forbindelser som lipider, proteiner og karbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen er å delta i konstruksjonen av membraner. Menneske- og dyreceller har en spesiell strukturell komponent kalt glykokalyxen. Dette tynne overflatelaget består av glykolipider og glykoproteiner assosiert med den cytoplasmatiske membranen. Det gir direkte kommunikasjon mellom celler og eksternt miljø. Oppfatningen av irritasjoner og ekstracellulær fordøyelse forekommer også her. Takket være karbohydratskallet holder cellene seg sammen for å danne vev. Dette fenomenet kalles adhesjon. La oss også legge til at "halene" av karbohydratmolekyler er plassert over overflaten av cellen og rettet inn i interstitialvæsken.

En annen gruppe heterotrofe organismer, sopp, har også et overflateapparat som kalles cellevegg. Det inkluderer komplekse sukkerarter - kitin, glykogen. Noen typer sopp inneholder også løselige karbohydrater som trehalose, kalt soppsukker.

Hos encellede dyr, som ciliater, inneholder overflatelaget, pellikelen, også komplekser av oligosakkarider med proteiner og lipider. I noen protozoer er pellikkelen ganske tynn og forstyrrer ikke endringen i kroppsform. Og i andre tykner den og blir sterk, som et skall, og utfører en beskyttende funksjon.

Plantecellevegg

Den inneholder også store mengder karbohydrater, spesielt cellulose, samlet i form av fiberbunter. Disse strukturene danner et rammeverk innebygd i en kolloidal matrise. Den består hovedsakelig av oligo- og polysakkarider. Celleveggene til planteceller kan bli lignifisert. I dette tilfellet er mellomrommene mellom cellulosebuntene fylt med et annet karbohydrat - lignin. Det forbedrer støttefunksjonene til cellemembranen. Ofte, spesielt hos stauder treaktige planter, det ytre laget, bestående av cellulose, er dekket med et fettlignende stoff - suberin. Det hindrer vann i å trenge inn i plantevev, så underliggende celler dør raskt og blir dekket med et korklag.

Oppsummerer vi ovenfor ser vi at karbohydrater og fett er nært beslektet i plantecelleveggen. Deres rolle i kroppen til fototrofer er vanskelig å undervurdere, siden glykolipidkomplekser gir støtte og beskyttende funksjoner. La oss studere variasjonen av karbohydrater som er karakteristiske for organismer i kongeriket Drobyanka. Dette inkluderer prokaryoter, spesielt bakterier. Celleveggen deres inneholder et karbohydrat - murein. Avhengig av strukturen til overflateapparatet deles bakterier inn i gram-positive og gram-negative.

Strukturen til den andre gruppen er mer kompleks. Disse bakteriene har to lag: plastisk og stiv. Den første inneholder mukopolysakkarider, som murein. Molekylene ser ut som store nettstrukturer som danner en kapsel rundt bakteriecellen. Det andre laget består av peptidoglykan, en forbindelse av polysakkarider og proteiner.

Cellevegglipopolysakkarider lar bakterier feste seg godt til ulike underlag, slik som tannemalje eller membranen til eukaryote celler. I tillegg fremmer glykolipider adhesjonen av bakterieceller til hverandre. På denne måten dannes for eksempel kjeder av streptokokker og klynger av stafylokokker, dessuten har noen typer prokaryoter en ekstra slimhinne - peplos. Den inneholder polysakkarider og blir lett ødelagt under påvirkning av hard stråling eller ved kontakt med visse kjemikalier, for eksempel antibiotika.

Plan:

1. Definisjon av begrepet: karbohydrater. Klassifisering.

2. Sammensetning, fysisk og Kjemiske egenskaper karbohydrater.

3.Distribusjon i naturen. Kvittering. Applikasjon.

Karbohydrater – organiske forbindelser som inneholder karbonyl- og hydroksylgrupper av atomer, med den generelle formelen C n (H 2 O) m, (hvor n og m>3).

Karbohydrater – stoffer av primær biokjemisk betydning, vidt spredt i levende natur og lek stor rolle I menneskelivet. Navnet karbohydrater oppsto basert på data fra analysen av de første kjente representantene for denne gruppen av forbindelser. Stoffer fra denne gruppen består av karbon, hydrogen og oksygen, og forholdet mellom antall hydrogen- og oksygenatomer i dem er det samme som i vann, dvs. For hvert 2 hydrogenatom er det ett oksygenatom. I forrige århundre ble de ansett for å være karbonhydrater. Det er her det kom fra Russisk navn karbohydrater, foreslått i 1844 K. Schmidt. Den generelle formelen for karbohydrater, i henhold til det som er sagt, er C m H 2n O n. Når "n" er tatt ut av parentes, er formelen C m (H 2 O) n, som veldig tydelig gjenspeiler navnet " karbon – vann”. Studiet av karbohydrater har vist at det finnes forbindelser som ut fra alle deres egenskaper bør klassifiseres som karbohydrater, selv om de har en sammensetning som ikke helt samsvarer med formelen C m H 2p O p. Likevel gammelt navn"karbohydrater" har overlevd til i dag, selv om sammen med dette navnet, brukes et nyere navn, glycider, noen ganger for å betegne gruppen av stoffer som vurderes.

Karbohydrater kan deles inn i tre grupper : 1) Monosakkarider – karbohydrater som kan hydrolyseres for å danne enklere karbohydrater. Denne gruppen inkluderer heksoser (glukose og fruktose), samt pentose (ribose). 2) Oligosakkarider – kondensasjonsprodukter av flere monosakkarider (for eksempel sukrose). 3) Polysakkarider – polymerforbindelser som inneholder stort antall monosakkaridmolekyler.

Monosakkarider. Monosakkarider er heterofunksjonelle forbindelser. Molekylene deres inneholder samtidig både karbonyl (aldehyd eller keton) og flere hydroksylgrupper, dvs. monosakkarider er - polyhydroksyaldehyder og polyhydroksyketoner. Avhengig av dette deles monosakkarider inn i aldoser (monosakkaridet inneholder en aldehydgruppe) og ketoser (inneholder en ketogruppe). For eksempel er glukose en aldose, og fruktose er en ketose.

Kvittering. Glukose finnes hovedsakelig i fri form i naturen. Det er også en strukturell enhet av mange polysakkarider. Andre monosakkarider er sjeldne i fri tilstand og er hovedsakelig kjent som komponenter av oligo- og polysakkarider. I naturen oppnås glukose som et resultat av fotosyntesereaksjonen: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glukose) + 6O 2 Glukose ble først oppnådd i 1811 av den russiske kjemikeren G.E. Kirchhoff fra hydrolyse av stivelse. Senere ble syntesen av monosakkarider fra formaldehyd i et alkalisk medium foreslått av A.M. Butlerov

Karbohydrater er en av de essensielle elementer nødvendig for å opprettholde den optimale tilstanden til menneskekroppen. Disse er hovedleverandørene av energi, bestående av karbon, hydrogen og oksygen. De finnes hovedsakelig i produkter av vegetabilsk opprinnelse, nemlig sukker, bakevarer, hele korn og frokostblandinger, poteter, fiber (grønnsaker, frukt). Det er en feil å tro at meieriprodukter og andre overveiende proteinprodukter ikke inneholder karbohydrater. For eksempel inneholder melk også karbohydrater. De er melkesukker - laktose. Fra denne artikkelen vil du lære hvilke grupper karbohydrater er delt inn i, eksempler og forskjeller mellom disse karbohydratene, og du vil også kunne forstå hvordan du beregner det nødvendige daglige inntaket.

Hovedgrupper av karbohydrater

Så la oss nå finne ut hvilke grupper karbohydrater er delt inn i. Eksperter skiller 3 hovedgrupper av karbohydrater: monosakkarider, disakkarider og polysakkarider. For å forstå forskjellene deres, la oss se på hver gruppe mer detaljert.

• Monosakkarider er også enkle sukkerarter. Inneholdt i store mengder i (glukose), fruktsukker (fruktose), etc. Monosakkarider løses godt opp i væske, og gir den en søt smak.
• Disakkarider er en gruppe karbohydrater som brytes ned til to monosakkarider. De er også fullstendig løselige i vann og har en søt smak.
• Polysakkarider er den siste gruppen, som er uløselige i væsker, ikke har en distinkt smak og består av mange monosakkarider. Enkelt sagt er dette glukosepolymerer: den velkjente stivelsen, cellulose (celleveggen til planter), glykogener (et lagringskarbohydrat i sopp, så vel som dyr), kitin, peptidoglykan (murein).

Hvilken gruppe karbohydrater trenger menneskekroppen mest?

Med tanke på spørsmålet om hvilke grupper karbohydrater er delt inn i, er det verdt å merke seg at de fleste av dem finnes i produkter av planteopprinnelse. De inneholder en enorm mengde vitaminer og næringsstoffer Derfor må karbohydrater være tilstede i det daglige kostholdet til hver person som fører en sunn og aktiv livsstil. For å gi kroppen disse stoffene, er det nødvendig å innta så mye korn (grøt, brød, knekkebrød, etc.), grønnsaker og frukt som mulig.

Glukose, dvs. vanlig sukker er en spesielt nyttig komponent for mennesker, da det har en gunstig effekt på mental aktivitet. Disse sukkerene absorberes nesten umiddelbart i blodet under fordøyelsen, noe som bidrar til å øke insulinnivået. På dette tidspunktet opplever en person glede og eufori, så sukker anses å være et stoff som, hvis det konsumeres i overkant, forårsaker avhengighet og påvirker den generelle helsen negativt. Det er grunnen til at inntaket av sukker i kroppen bør kontrolleres, men det kan ikke forlates helt, fordi glukose er en reservekilde for energi. I kroppen omdannes det til glykogen og avsettes i lever og muskler. I øyeblikket av nedbrytning av glykogen utføres muskelarbeid, derfor er det nødvendig å hele tiden opprettholde sin optimale mengde i kroppen.

Normer for karbohydratforbruk

Siden alle karbohydratgrupper har sine egne karakteristiske trekk, bør forbruket være strengt dosert. For eksempel må polysakkarider, i motsetning til monosakkarider, komme inn i kroppen i større mengder. I samsvar med moderne ernæringsstandarder bør karbohydrater utgjøre halvparten av det daglige kostholdet, d.v.s. omtrent 50 % - 60 %.

Beregning av mengden karbohydrater som kreves for livet

Hver gruppe mennesker krever forskjellige mengder energi. For eksempel, for barn i alderen 1 til 12 måneder, varierer det fysiologiske behovet for karbohydrater fra 13 gram per kilo vekt, men man bør ikke glemme hvilke grupper karbohydratene som finnes i barnets kosthold er delt inn. For voksne i alderen 18 til 30 år daglig norm karbohydrater varierer avhengig av aktivitetsområdet. Så, for menn og kvinner som er engasjert i mentalt arbeid, er forbruksraten omtrent 5 gram per 1 kilo vekt. Derfor, ved normal kroppsvekt, trenger en sunn person omtrent 300 gram karbohydrater per dag. Dette tallet varierer også avhengig av kjønn. Hvis en person hovedsakelig er engasjert i tungt fysisk arbeid eller sport, brukes følgende formel ved beregning av karbohydratnormen: 8 gram per 1 kilogram normal vekt. Dessuten tar det i dette tilfellet også hensyn til hvilke grupper karbohydratene som leveres med mat er delt inn i. Formlene ovenfor lar deg beregne hovedsakelig beløpet komplekse karbohydrater- polysakkarider.

Omtrentlig sukkerforbruksstandarder for visse grupper mennesker

Når det gjelder sukker, ren form det er sukrose (glukose- og fruktosemolekyler). For en voksen anses bare 10 % sukker fra antall kalorier som forbrukes per dag som optimalt. For å være presis trenger voksne kvinner omtrent 35-45 gram rent sukker per dag, mens menn trenger omtrent 45-50 gram rent sukker. For de som er aktivt involvert i fysisk arbeid, varierer den normale mengden sukrose fra 75 til 105 gram. Disse tallene vil tillate en person å utføre aktiviteter og ikke oppleve tap av styrke og energi. Når det gjelder kostfiber (fiber), bør mengden deres også bestemmes individuelt, under hensyntagen til kjønn, alder, vekt og aktivitetsnivå (minst 20 gram).

Etter å ha bestemt hvilke tre grupper karbohydrater er delt inn i og forstå betydningen i kroppen, vil hver person være i stand til uavhengig å beregne dem nødvendig beløp for vital aktivitet og normal ytelse.

Karbohydrater i mat.

Karbohydrater er den viktigste og lett tilgjengelige energikilden for menneskekroppen. Alle karbohydrater er komplekse molekyler som består av karbon (C), hydrogen (H) og oksygen (O), navnet kommer fra ordene "kull" og "vann".

Av de viktigste energikildene vi kjenner til, kan vi skille mellom tre:

Karbohydrater (opptil 2 % av reservene)
- fett (opptil 80 % av reservene)
- proteiner (opptil 18% av reservene )

Karbohydrater er det raskeste drivstoffet, som først og fremst brukes til energiproduksjon, men deres reserver er svært små (i gjennomsnitt 2 % av totalen) fordi deres akkumulering krever mye vann (4g vann er nødvendig for å beholde 1g karbohydrater), men vann er ikke nødvendig for å lagre fett.

Kroppens hovedreserver av karbohydrater lagres i form av glykogen (komplekst karbohydrat). Det meste av det finnes i musklene (ca. 70%), resten i leveren (30%).
Alle andre funksjoner av karbohydrater så vel som deres kjemisk struktur Du kan finne ut

Karbohydrater i mat er klassifisert som følger.

Typer karbohydrater.

Karbohydrater, i en enkel klassifisering, er delt inn i to hovedklasser: enkle og komplekse. De enkle består på sin side av monosakkarider og oligosakkarider, komplekse av polysakkarider og fibrøse.

Enkle karbohydrater.

Monosakkarider

Glukose("druesukker", dekstrose).
Glukose- den viktigste av alle monosakkarider, siden den er den strukturelle enheten til de fleste mat-di- og polysakkarider. I menneskekroppen er glukose den viktigste og mest universelle energikilden for metabolske prosesser. Alle celler i dyrekroppen har evnen til å metabolisere glukose. Samtidig har ikke alle kroppens celler, men bare noen av deres typer, evnen til å bruke andre energikilder - for eksempel frie fettsyrer og glyserol, fruktose eller melkesyre. Under den metabolske prosessen brytes de ned til individuelle molekyler av monosakkarider, som i løpet av flertrinns kjemiske reaksjoner omdannet til andre stoffer og til slutt oksidert til karbondioksid og vann - brukt som "drivstoff" for celler. Glukose er en nødvendig komponent i metabolismen karbohydrater. Når nivået i blodet synker eller konsentrasjonen er høy og det er umulig å bruke, slik det skjer ved diabetes, oppstår døsighet og bevissthetstap kan oppstå (hypoglykemisk koma).
Glukose "i sin rene form", som et monosakkarid, finnes i grønnsaker og frukt. Druer er spesielt rike på glukose - 7,8%, søte kirsebær - 5,5%, bringebær - 3,9%, jordbær - 2,7%, plommer - 2,5%, vannmelon - 2,4%. Blant grønnsaker inneholder gresskar mest glukose - 2,6%, hvit kål– 2,6 %, i gulrøtter – 2,5 %.
Glukose er mindre søtt enn det mest kjente disakkaridet, sukrose. Hvis vi tar søtheten til sukrose som 100 enheter, er søtheten til glukose 74 enheter.

Fruktose(fruktsukker).
Fruktose er en av de vanligste karbohydrater frukt. I motsetning til glukose, kan det trenge fra blodet inn i vevsceller uten deltakelse av insulin (et hormon som reduserer glukosenivået i blodet). Av denne grunn anbefales fruktose som den sikreste kilden karbohydrater for diabetespasienter. Noe av fruktosen kommer inn i levercellene, som omdanner den til et mer allsidig "drivstoff" - glukose, så fruktose kan også øke blodsukkeret, men i mye mindre grad enn andre enkle sukkerarter. Fruktose er lettere å omdanne til fett enn glukose. Den største fordelen med fruktose er at den er 2,5 ganger søtere enn glukose og 1,7 ganger søtere enn sukrose. Bruken i stedet for sukker bidrar til å redusere det totale forbruket karbohydrater.
De viktigste kildene til fruktose i mat er druer - 7,7%, epler - 5,5%, pærer - 5,2%, kirsebær - 4,5%, vannmeloner - 4,3%, solbær - 4,2%, bringebær - 3,9%, jordbær - 2,4%, meloner – 2,0 %. Fruktoseinnholdet i grønnsaker er lavt – fra 0,1 % i rødbeter til 1,6 % i hvitkål. Fruktose er inneholdt i honning - ca 3,7%. Det er pålitelig bevist at fruktose, som har en betydelig høyere sødme enn sukrose, ikke forårsaker tannråte, som fremmes av sukkerforbruk.

Galaktose(en type melkesukker).
Galaktose ikke funnet i fri form i produkter. Det danner et disakkarid med glukose - laktose (melkesukker) - det viktigste karbohydrat melk og meieriprodukter.

Oligosakkarider

sukrose(sukker).
sukrose er et disakkarid (et karbohydrat som består av to komponenter) dannet av molekyler av glukose og fruktose. Den vanligste typen sukrose er - sukker. Sukroseinnholdet i sukker er 99,5%; faktisk er sukker ren sukrose.
Sukker brytes raskt ned i mage-tarmkanalen, glukose og fruktose tas opp i blodet og fungerer som energikilde og den viktigste forløperen til glykogen og fett. Det kalles ofte en "tom kaloribærer" fordi sukker er rent karbohydrat og inneholder ikke andre næringsstoffer, som vitaminer, mineralsalter. Av planteproduktene er mest sukrose inneholdt i rødbeter - 8,6%, fersken - 6,0%, meloner - 5,9%, plommer - 4,8%, mandariner - 4,5%. I grønnsaker, unntatt rødbeter, er et betydelig sukroseinnhold notert i gulrøtter - 3,5%. I andre grønnsaker varierer sukroseinnholdet fra 0,4 til 0,7%. I tillegg til selve sukkeret er hovedkildene til sukrose i mat syltetøy, honning, godteri, søte drikker og iskrem.

Laktose(melkesukker).
Laktose brytes ned i mage-tarmkanalen til glukose og galaktose under påvirkning av et enzym laktase. En mangel på dette enzymet fører til melkeintoleranse hos noen mennesker. Ufordøyd laktose fungerer som et godt næringsstoff for tarmmikrofloraen. I dette tilfellet er rikelig gassdannelse mulig, magen "svulmer". I syrnede melkeprodukter er det meste av laktosen fermentert til melkesyre, slik at personer med laktasemangel tåler fermenterte melkeprodukter uten ubehagelige konsekvenser. I tillegg undertrykker melkesyrebakterier i fermenterte melkeprodukter aktiviteten til tarmmikrofloraen og reduserer de negative effektene av laktose.
Galaktose, dannet under nedbrytningen av laktose, omdannes til glukose i leveren. Med en medfødt arvelig mangel eller fravær av enzymet som omdanner galaktose til glukose, utvikler det seg alvorlig sykdom- galaktosemi , som fører til psykisk utviklingshemming.
Laktoseinnholdet i kumelk er 4,7%, i cottage cheese - fra 1,8% til 2,8%, i rømme - fra 2,6 til 3,1%, i kefir - fra 3,8 til 5,1%, i yoghurt - omtrent 3%.

Maltose(maltsukker).
Dannes når to glukosemolekyler kombineres. Inneholdt i slike produkter som: malt, honning, øl, melasse, bakervarer og sukkervarer laget med tilsetning av melasse.

Idrettsutøvere bør unngå å innta ren glukose og mat rik på enkle sukkerarter i store mengder, da de utløser prosessen med fettdannelse.

Komplekse karbohydrater.

Komplekse karbohydrater består hovedsakelig av repeterende enheter av glukoseforbindelser. (glukosepolymerer)

Polysakkarider

Plante polysakkarider (stivelse).
Stivelse- det viktigste fordøyelige polysakkaridet, det er en kompleks kjede som består av glukose. Det står for opptil 80% av karbohydrater som konsumeres i mat. Stivelse er et komplekst eller "langsomt" karbohydrat, så det er den foretrukne energikilden for både vektøkning og vekttap. I mage-tarmkanalen hydrolyseres stivelse (nedbrytningen av et stoff under påvirkning av vann) og brytes ned til dekstriner (stivelsesfragmenter), og til slutt til glukose, og absorberes i denne formen av kroppen.
Kilden til stivelse er planteprodukter, hovedsakelig korn: korn, mel, brød og poteter. Korn inneholder mest stivelse: fra 60 % i bokhvete (kjerne) til 70 % i ris. Av kornblandingene er den minste mengden stivelse inneholdt i havregryn og dets bearbeidede produkter: havregryn, havregryn"Hercules" - 49%. Pasta inneholder fra 62 til 68 % stivelse, brød fra rugmel avhengig av variasjon - fra 33% til 49%, hvetebrød og andre produkter laget av hvetemel - fra 35 til 51% stivelse, mel - fra 56 (rug) til 68% (hvete premie). Det er også mye stivelse i belgfrukter – fra 40 % i linser til 44 % i erter. Du kan også merke deg det høye stivelsesinnholdet i poteter (15-18%).

Animalske polysakkarider (glykogen).
Glykogen- består av sterkt forgrenede kjeder av glukosemolekyler. Etter å ha spist begynner en stor mengde glukose å komme inn i blodet og menneskekroppen lagrer overflødig glukose i form av glykogen. Når blodsukkernivået begynner å synke (for eksempel mens du gjør fysisk trening), bryter kroppen ned glykogen ved hjelp av enzymer, som et resultat av at glukosenivået forblir normalt og organer (inkludert muskler under trening) får nok av det til å produsere energi. Glykogen avsettes hovedsakelig i lever og muskler. Det finnes i små mengder i animalske produkter (i leveren 2-10%, i muskelvev - 0,3-1%). Den totale glykogenreserven er 100-120 g. I kroppsbygging er det bare glykogenet i muskelvevet som betyr noe.

Fibrøst

Kostfiber (ufordøyelig, fibrøst)
Kostfiber eller kostfiber refererer til næringsstoffer som, i likhet med vann og mineralsalter, ikke gir kroppen energi, men spiller en enorm rolle i livet. Kostfiber finnes først og fremst i plantemat som har lite eller svært lite sukker. Det er vanligvis kombinert med andre næringsstoffer.

Typer fiber.

Cellulose og hemicellulose
Cellulose finnes i fullkornshvetemel, kli, kål, unge erter, grønne og voksaktige bønner, brokkoli, rosenkål, i agurkskall, paprika, epler, gulrøtter.
Hemicellulose finnes i kli, frokostblandinger, uraffinerte korn, rødbeter, rosenkål, sennepsgrønne skudd.
Cellulose og hemicellulose absorberer vann, noe som gjør det lettere for tykktarmen å fungere. I hovedsak "bulker" de avfall og flytter det raskere gjennom tykktarmen. Dette forhindrer ikke bare forstoppelse, men beskytter også mot divertikulose, spastisk kolitt, hemoroider, tykktarmskreft og åreknuter.

Lignin
Denne typen fiber finnes i frokostblandinger som spises til frokost, i kli, bedervede grønnsaker (når grønnsaker lagres, øker lignininnholdet i dem, og de er mindre fordøyelige), samt i auberginer, grønne bønner, jordbær, erter, og reddiker.
Lignin reduserer fordøyeligheten til andre fibre. I tillegg binder det seg til gallesyrer, bidrar til å senke kolesterolnivået og øker hastigheten på maten gjennom tarmen.

Tannkjøtt og pektin
Komedie finnes i havregryn og andre havreprodukter, og tørkede bønner.
Pektin finnes i epler, sitrusfrukter, gulrøtter, blomkål og kål, tørkede erter, grønne bønner, poteter, jordbær, jordbær, fruktdrikker.
Tannkjøtt og pektin påvirker absorpsjonsprosesser i mage og tynntarm. Ved å binde seg til gallesyrer reduserer de fettabsorpsjonen og senker kolesterolnivået. De forsinker tømming av mage og, ved å belegge tarmene, bremser absorpsjonen av sukker etter måltider, noe som er nyttig for diabetikere, da det reduserer den nødvendige dosen insulin.

Når du kjenner til typene karbohydrater og deres funksjoner, oppstår følgende spørsmål -

Hvilke karbohydrater og hvor mye bør du spise?

I de fleste produkter er hovedkomponenten karbohydrater, så det burde ikke være noen problemer med å få dem fra mat, så karbohydrater utgjør hoveddelen av de fleste menneskers daglige kosthold.
Karbohydrater som kommer inn i kroppen vår med mat har tre metabolske veier:

1) Glykogenese(kompleks karbohydratmat som ankom i vår mage-tarmkanalen brytes ned til glukose, og lagres deretter i form av komplekse karbohydrater - glykogen i muskel- og leverceller, og brukes som en reservekilde for ernæring når konsentrasjonen av glukose i blodet er lav)
2) Glukoneogenese(dannelsesprosessen i leveren og nyrebarken (ca. 10%) - glukose, fra aminosyrer, melkesyre, glyserol)
3) Glykolyse(nedbrytning av glukose og andre karbohydrater for å frigjøre energi)

Karbohydratmetabolismen bestemmes først og fremst av tilstedeværelsen av glukose i blodet, en viktig og allsidig energikilde i kroppen. Tilstedeværelsen av glukose i blodet avhenger av siste avtale og ernæringsmessig sammensetning av mat. Det vil si at hvis du nylig har spist frokost, vil konsentrasjonen av glukose i blodet være høy, hvis du avstår fra mat i lang tid, vil den være lav. Mindre glukose betyr mindre energi i kroppen, dette er åpenbart, og det er derfor du føler tap av styrke på tom mage. På et tidspunkt da glukoseinnholdet i blodet er lavt, og dette er veldig godt observert i morgentimene, etter en lang søvn, hvor du ikke på noen måte opprettholdt nivået av eksisterende glukose i blodet med porsjoner av karbohydrater mat, begynner kroppen å fylle på seg selv i en tilstand av sult ved hjelp av glykolyse - 75%, og 25% gjennom glukoneogenese, det vil si nedbryting av komplekse lagrede karbohydrater, samt aminosyrer, glyserol og melkesyre.
Også bukspyttkjertelhormonet spiller en viktig rolle i å regulere konsentrasjonen av glukose i blodet. insulin. Insulin er et transporthormon; det frakter overflødig glukose inn i muskelceller og andre vev i kroppen, og regulerer derved det maksimale nivået av glukose i blodet. Hos personer som er utsatt for fedme og ikke følger med på kostholdet, omdanner insulin overflødig karbohydrater som kommer inn i kroppen med mat til fett; dette er hovedsakelig typisk for raske karbohydrater.
For å velge de riktige karbohydratene fra hele utvalget av matvarer, brukes et slikt konsept som - glykemisk indeks.

Glykemisk indeks - dette er absorpsjonshastigheten av karbohydrater som tilføres mat i blodet og insulinresponsen til bukspyttkjertelen. Den viser effekten av mat på blodsukkernivået. Denne indeksen måles på en skala fra 0 til 100, avhengig av type mat, forskjellige karbohydrater absorberes forskjellig, noen raskt, og følgelig vil de ha en høy glykemisk indeks, noen sakte, standarden for rask absorpsjon er ren glukose, den har en glykemisk indeks som tilsvarer 100.

GI av et produkt avhenger av flere faktorer:

- Type karbohydrater (enkle karbohydrater har høy GI, komplekse karbohydrater har lav GI)
- Mengde fiber (jo mer det er i maten, jo lavere GI)
- Metode for matforedling (for eksempel varmebehandling øker GI)
- Innhold av fett og proteiner (jo mer av dem i maten, jo lavere GI)

Det er mange forskjellige tabeller som bestemmer den glykemiske indeksen til matvarer, her er en av dem:

Den glykemiske indekstabellen for matvarer lar deg ta riktige avgjørelser, velge hvilke matvarer som skal inkluderes i ditt daglige kosthold og hvilke som skal utelukkes bevisst.
Prinsippet er enkelt: jo høyere glykemisk indeks, jo sjeldnere inkluderer du slike matvarer i kostholdet ditt. Omvendt, jo lavere glykemisk indeks, jo oftere spiser du slik mat.

Imidlertid er raske karbohydrater også nyttige for oss i slike viktige måltider som:

- om morgenen (etter en lang søvn er konsentrasjonen av glukose i blodet veldig lav, og den må etterfylles så raskt som mulig for å forhindre at kroppen får den nødvendige energien for livet ved hjelp av aminosyrer, ved å ødelegge muskelfibre)
- og etter trening (når energiforbruk på intens fysisk arbeid reduserer konsentrasjonen av glukose i blodet betydelig, etter trening perfekt alternativ ta karbohydrater raskere for å fylle på dem så raskt som mulig og forhindre katabolisme)

Hvor mye karbohydrater bør du spise?

I kroppsbygging og fitness bør karbohydrater utgjøre minst 50 % av alle næringsstoffer (naturligvis vurderer vi ikke å "kutte" eller gå ned i vekt).
Det er mange grunner til å fylle opp med mye karbohydrater, spesielt når det kommer til hel, ubehandlet mat. Men først av alt må du forstå at det er en viss grense for kroppens evne til å samle dem. Se for deg en bensintank: den kan bare inneholde et visst antall liter bensin. Hvis du prøver å helle mer i det, vil overskudd uunngåelig søle ut. Når lagrede karbohydrater har blitt omdannet til den nødvendige mengden glykogen, begynner leveren å behandle overskuddet til fett, som deretter lagres under huden og i andre deler av kroppen.
Mengden muskelglykogen du kan lagre avhenger av din muskelmasse. Akkurat som noen bensintanker er større enn andre, er det musklene til forskjellige mennesker. forskjellige folk. Jo mer muskuløs du er, jo mer glykogen kan kroppen lagre.
For å være sikker på at du får i deg riktig mengde karbohydrater – ikke mer enn du burde – beregne ditt daglige karbohydratinntak ved å bruke følgende formel. For å bygge muskelmasse per dag bør du ta -

7g karbohydrater per kilo kroppsvekt (multipliser vekten i kilo med 7).

Når du har hevet karbohydratinntaket til ønsket nivå, må du legge til ekstra styrketrening. Å spise mye karbohydrater når du trener for kroppsbygging vil gi deg mer energi, slik at du kan trene hardere, lenger og oppnå bedre resultater.
Du kan beregne ditt daglige kosthold ved å studere denne artikkelen mer detaljert.

Av alt konsumert av mennesker næringsstoffer Karbohydrater er utvilsomt den viktigste energikilden. I gjennomsnitt står de for 50 til 70 % av kaloriinnholdet i daglige dietter. Til tross for at en person bruker betydelig mer karbohydrater enn fett og proteiner, er reservene deres i kroppen små. Dette betyr at kroppen må forsynes med dem regelmessig.

Behovet for karbohydrater avhenger i svært stor grad av kroppens energiforbruk. I gjennomsnitt, for en voksen mann som primært er engasjert i mentalt eller lett fysisk arbeid, varierer det daglige behovet for karbohydrater fra 300 til 500 g. For manuelle arbeidere og idrettsutøvere er det mye høyere. I motsetning til proteiner og til en viss grad fett, kan mengden karbohydrater i kosten reduseres betydelig uten helseskade. De som ønsker å gå ned i vekt bør ta hensyn til dette: Karbohydrater har hovedsakelig energiverdi. Når 1 g karbohydrater oksideres, frigjøres 4,0–4,2 kcal i kroppen. Derfor, på deres bekostning, er det lettest å regulere kaloriinntaket.

Karbohydrater(sakkarider) - vanlig navn en bred klasse av naturlig organiske forbindelser. Generell formel monosakkarider kan skrives som C n (H 2 O) n. I levende organismer er de vanligste sukkerartene de med 5 (pentoser) og 6 (heksoser) karbonatomer.

Karbohydrater er delt inn i grupper:

Monosakkarider inkluderer glukose og fruktose, som gir sødme til frukt og bær. Sukkeret i kostholdet sukrose består av glukose og fruktose kovalent knyttet til hverandre. Forbindelser som sukrose kalles disakkarider. Poly-, di- og monosakkarider kalles med den generelle betegnelsen karbohydrater. Karbohydrater inkluderer forbindelser som har forskjellige og ofte helt forskjellige egenskaper.

Bord: Variasjon av karbohydrater og deres egenskaper.