Роль углеводов в организме. Где образуются жиры и углеводы

Моносахариды (простые сахара) состоят из одной молекулы, содержащей от 3 до 6 атомов углерода. Дисахариды - соединения, образованные из двух моносахаридов. Полисахариды являются высокомолекулярными веществами, состоящими из большого числа (от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч) моносахаридов.

Разнообразные углеводы в больших количествах содержатся в организмах. Их основные функции:

Энергетическая: именно углеводы служат основным источником энергии для организма. Среди моносахаридов это фруктоза, широко встречающаяся в растениях (прежде всего в плодах), и особенно глюкоза (при расщеплении одного ее грамма выделяется 17,6 кДж энергии). Глюкоза содержится в плодах и других частях растений, в крови, лимфе, тканях животных. Из дисахаридов необходимо выделить сахарозу (тростниковый или свекловичный сахар), состоящую из глюкозы и фруктозы, и лактозу (молочный сахар), образованную соединением глюкозы и галактозы. Сахароза содержится в растениях (в основном в плодах), а лактоза - в молоке. Они играют важнейшую роль в питании животных и человека. Большое значение в энергетических процессах имеют такие полисахариды, как крахмал и гликоген, мономером которых выступает глюкоза. Они представляют собой резервные вещества растений и животных соответственно. При наличии в организме большого количества глюкозы она используется для синтеза этих веществ, которые накапливаются в клетках тканей и органов. Так, крахмал в больших количествах содержится в плодах, семенах, клубнях картофеля; гликоген - в печени, мышцах. По мере необходимости данные вещества расщепляются, поставляя глюкозу в различные органы и ткани организма.
Структурная: например, такие моносахариды, как дезоксирибоза и рибоза, участвуют в формировании нуклеотидов. Различные углеводы входят в состав клеточных стенок (целлюлоза у растений, хитин у грибов).

Липиды (жиры) - органические вещества, нерастворимые в воде (гидрофобные), но хорошо растворяющиеся в органических растворителях (хлороформе, бензине и др.). Их молекула состоит из глицерина и жирных кислот. Разнообразие последних и обусловливает многообразие липидов. В мембранах клеток широко встречаются фосфолипиды (содержащие, кроме жирных, остаток фосфорной кислоты) и гликолипиды (соединения липидов и сахаридов).

Функции липидов - структурная, энергетическая и защитная.

Структурной основой клеточной мембраны выступает бимолекулярный (образованный из двух слоев молекул) слой липидов, в который встроены молекулы разнообразных белков.

При расщеплении 1 г жиров выделяется 38,9 кДж энергии, что примерно вдвое больше, чем при расщеплении 1 г углеводов или белков. Жиры могут накапливаться в клетках разных тканей и органов (печени, подкожной клетчатке у животных, семенах у растений), в больших количествах образуя значительный запас «топлива» в организме.

Обладая плохой теплопроводностью, жиры играют важную роль в защите от переохлаждения (например, слои подкожного жира у китов и ластоногих).

АТФ (аденозинтрифосфат). Он служит в клетках универсальным энергоносителем. Энергия, выделяющаяся при расщеплении органических веществ (жиры, углеводы, белки и т. д.), не может использоваться непосредственно для выполнения какой-либо работы, а запасается первоначально в форме АТФ.

Аденозинтрифосфат состоит из азотистого основания аденина, рибозы и трех молекул (а точнее, остатков) фосфорной кислоты (рис. 1).

Рис. 1. Состав молекулы АТФ

При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфат) и высвобождается около 30 кДж энергии, которая расходуется на выполнение какой-либо работы в клетке (например, сокращение мышечной клетки, процессы синтеза органических веществ и т. д.):

Так как запас АТФ в клетке ограничен, он постоянно восстанавливается за счет энергии, выделяющейся при расщеплении других органических веществ; восстановление АТФ происходит путем присоединения молекулы фосфорной кислоты к АДФ:

Таким образом, в биологическом преобразовании энергии можно выделить два основных этапа:

1) синтез АТФ - запасание энергии в клетке;

2)высвобождение запасенной энергии (в процессе расщепления АТФ) для совершения работы в клетке.

Жиры. В тканях живых организмов и растений содержатся нейтральные жиры и жироподобные соединения (общее название - липиды). Липиды построены по типу сложных эфиров. К нейтральным жирам относятся триглицериды - сложные эфиры трехатомного спирта глицерина (стр. 94) и высших жирных кислот: пальмитиновой, стеариновой, олеиновой и др., например:

Наиболее часто в жирах содержатся жирные кислоты с числом углеродных атомов от четырех до 24.

К липидам относятся также фосфатиды - соединения, построенные по типу сложных эфиров и содержащие остатки спирта (обычно глицерина), высших жирных кислот, азотистого основания и фосфорной кислоты. К фосфатиам относится, например, лецитин:

Жиры играют большую роль в процессах жизнедеятельности. Они являются важным источником энергии, способствуют обмену веществ в клетках, защищают внутренние органы от механических повреждений и др.

Жиры подразделяются на внутриклеточные и запасные. Запасные жиры содержатся в специальных жировых депо: в подкожной клетчатке и сальнике, атакже в виде жировой подкладки

под почками и некоторыми другими внутренними органами. По мере расходования жиров в тканях и клетках расход их восполняется из жирового депо.

Жиры как источник энергии являются необходимым элементом питания. Расщепление поступающих с пищей жиров происходит в основном в кишечнике под действием фермента липазы. При этом нейтральные жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты, а фосфатиды - на глицерин, фосфорную кислоту, жирные кислоты и азотистые соединения (этаноламин, серин; и др.). Глицерин, хорошо растворимый в воде, всасывается в кишечнике непосредственно, а нерастворимые в воде жирные кислоты образуют с желчными кислотами, поступающими из желчного пузыря, комплексные соединения - холеиновые кислоты.

Холеиновые кислоты растворимы в воде. Они всасываются в кишечнике и затем распадаются на составляющие их жирные и желчные кислоты. Таким образом, глицерин и жирные кислоты поступают в ткани организма и используются им для синтеза жиров, но уже специфических для данного организма. Наряду с этим глицерин и жирные кислоты претерпевают в тканях сложный процесс постепенного окисления до двуокиси углерода и воды. В результате этих процессов йроисходит постепенное выделение энергии. Эта энергия, выделяющаяся небольшими порциями, используется клешами тканей.

Углеводы. Углеводы играют большую роль в процессах жизнедеятельности, так как они легко окисляются в организме с выделением энергии, которая используется клетками. Кроме того, полисахариды, находящиеся в соединительных тканях в виде комплексов с белками (гликопротеиды), оказывают большое влияние на проницаемость клеток. В связи с этим углеводы наряду с жирами являются необходимой составной частью пищи.

Сложные углеводы, поступающие в организм вместе с пищей, под действием ферментов распадаются в кишечнике на различные моносахариды, которые всасываются и разносятся током крови по всему телу. Особенно большую роль в жизнедеятельности организма играет глюкоза (стр. 189), образующаяся из различных Сахаров и гликопротеидов. Поступая с током крови в печень, часть глюкозы подвергается сложному процессу окисления до двуокиси углерода и воды, а освобождающаяся при этом энергия расходуется клеткам печени при многочисленных протекающих в ней химических реакциях. Часть глюкозы превращается в печени в жиры, а часть - в полисахарид гликоген (животный крахмал).

Гликоген содержится также в мышцах и играет большую: роль в качестве запасного источника энергии.

Глюкоза является основным источником мышечной энергии, причем между печенью и мышцами существует такое взаимодействие в потреблении глюкозы, при котором поддерживается постоянное содержание глюкозы в крови.

Между обменом жиров и углеводов в организме существует тесная связь. Например, при избыточном поступлении углеводов в организм значительная часть, их превращается в жиры путем альдольной конденсации ацетальдегида, образующегося при расщеплении глюкозы.

Белки, жиры, углеводы и все остальные нутриенты мы будем рассматривать с точки зрения питания человека, ведущего активный образ жизни, т.е. регулярно тренирующегося. Нам бы хотелось донести до вас что-то новое, а не заниматься перечислением и так всем известных истин. Но какие-то базовые вещи мы не можем опустить ибо будет не понятно, что откуда берётся. И начинаем наш рассказ о белке - самом противоречивом и недооценённом нутриенте.

Белок

Со школьной скамьи нам известна фраза, что "жизнь есть способ существования белковых тел". Т.е. мы с вами и есть те самые белковые тела. Наши волосы, ногти, кожа, внутренние органы и мышцы - всё из белка. Таким образом, белок -главный строительный материал нашего организма. В отличие от жиров и углеводов он не образуются из других веществ и не накапливается в организме. Но белок не только строительный материал клеток, тканей и органов. Он служит основой для создания ферментов, гормонов и других соединений. Особенно необходимо отметить такой фермент, как глутатион, обладающий детоксицирующим действием и являющимся самым распостраненным антиоксидантом в человеческом организме и, возможно, наиболее важным. Не только глюкоза, но и белки- это пища для мозга. Они снабжают аминокислотами нейромедиаторы, которые проводят нервные импульсы в головной мозг человека. Т.е. значение белка для организма человека трудно переценить.

Аминокислоты

Наш организм не может использовать чужеродный белок для строительства собственных клеток. В процессе усвоения белки расщепляются до составляющих их аминокислот, которые используются затем для синтеза белков человека. Все аминокислоты делятся на заменимые, т.е. которые могут быть синтезированы самим организмом, и незаменимые, которые не образуются в организме и обязательно должны поступать с пищей. Идеальным с точки зрения содержания и соотношения аминокислот служит белок яйца и молока. Далеки от идеального растительные белки, имеющие дефицит незаменимых аминокислот. Исключение составляет соевые бобы. Поэтому для вегетарианцев очень важно правильно составлять смесь белков из разных растительных источников, имеющих дефицит различных аминокислот, чтобы составить относительно "здоровую" диету.

Сколько нужно?

Это самый главный вопрос. Хроническая недостаточность белка в пищевом рационе приводит к мышечной дистрофии, малокровию, снижению иммунитета. А избыток- вреден, т.к. ведет к перегрузке печени и почек продуктами распада (пуринами и кетонами). Так сколько же нужно? Ответ на этот вопрос будет таким: потребление белка должно быть АДЕКВАТНО вашему полу, возрасту, физической активности и вашим целям. Например, молодая женщина, ставящая своей целью построение красивой фигуры и избавления от излишнего жира, должна потреблять от 1,6 до 2,2 гр белка на кг. собственного веса. Естественно, такое количество белка должно быть вызвано тренировочным процессом, а не одним желанием "похудеть к лету".Тогда практически весь белок будет утилизироваться в работающих мышцах, т.к. увеличится скорость его преобразования. И его токсическое действие будет нейтрализовано. К тому же организм легко адаптируется к увеличению введения белка.

Вывод

Здоровое питание тренирующегося человека подразумевает включение белка в каждый приём пищи. А приёмов этих должно быть не менее 5-6. Источником белка должны служить постная говядина, куриные грудки (без кожицы), индейка, рыба, яйца, обезжиренные молоко и молочные продукты, сыр 17%, бобовые, соя (особенно для женщин за 45), протеиновые коктейли.

Углеводы

Если белки это строительный материал, "кирпичики", из которых строится наше тело, то это те строители, которые всё возводят. Углеводы главный поставщик энергии в наш организм, причём в самой легкодоступной форме. В комплексе с белками они образуют некоторые гормоны и ферменты, а также биологически важные соединения. Углеводы подразделяются на простые и сложные, усваиваемые и неусваиваемые. К простым углеводам относятся моносахариды (глюкоза, галактоза, фруктоза), состоящие из одного вида сахара; и дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза), содержащие в своём составе 2 вида сахаров. А к сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка и пектин), состоящие более чем из двух сахаров. Для нас важным является тот факт, что простые углеводы, не требующие долгого усваивания, быстро впитываются в кровь и пополняют потребности организма в энергии. Но если же этих потребностей в организме нет, то более 30% углеводов способно переходить в жиры, в качестве резервного топлива. Именно поэтому простые углеводы надо употреблять перед тренировкой и сразу после. Тогда их энергия пойдет на восполнение затрат организма и не создаст никакой угрозы для талии. И ни в коем случае не употребляйте простые углеводы совместно с жиром (например торт) и особенно на ночь, когда потребности в энергии минимальны. Дело в том, что впитываясь, простые углеводы повышают уровень сахара в крови, на что поджелудочная железа реагирует выбросом инсулина- транспортным гормоном, который прямиком завезёт жир и избыточные сахара в жировые депо. Оно нам надо? Другое дело сложные углеводы. Они долго перевариваются, а значит не провоцируют мгновенный выброс инсулина. Напротив, медленно подпитывают энергией весь организм. Поэтому сложные углеводы - наш выбор. Найти мы их можем в кашах, коричневом рисе, макаронах из твёрдых сортов пшеницы, зерновом хлебе, овощах и бобовых, вареном молодом картофеле.

Жиры

Жиры являются концентратами энергии (они более чем вдвое превосходят белки и углеводы по калорийности). В организме жиры служат для хранения энергии, теплоизоляции, участвуют в водном обмене, обеспечивают перенос жирорастворимых витаминов А, Е, Д, К, входят в состав клеток и используются организмом для построения клеточных мембран. Все делятся на две большие группы- насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные это твёрдые животные жиры. При температуре тела насыщенные жиры размягчаются, но не плавятся, и поэтому могут скапливаться на внутренней стенке сосудов, приводя к образованию атеросклеротических бляшек. Ненасыщенные жиры в свою очередь разделяются на две подгруппы- мононенасыщенные и полиненасыщенные. Мононенасыщенные жиры содержаться преимущественно в оливковом масле, авокадо, маслинах. А в полиненасыщенных жирах следует ещё различать Омега-6 (подсолнечное, кукурузное, соевое масла, орехи и семечки) и Омега-3 (рыба, рыбий жир, льняное масло, масло грецкого ореха, масло зародышей пшеницы). Важно отметить, что Омега-3 жирные кислоты относятся к незаменимым, т.е. они организмом не синтезируются (аналогично незаменимым аминокислотам) и должны регулярно поступать в организм с пищей. Ещё существуют жиры, полученные из растительных жиров путём гидрирования, так называемые трансжиры. Гидрогенизированные масла, маргарины, а также кондитерские изделия на их основе (печенье, торты, вафли, чипсы и т.д.) влияют на жировой обмен. В результате повышается уровень "плохого" холестерина и понижается содержание "хорошего". Накапливаются данные о том, что трансжиры оказывают вредное воздействие на рост плода и новорожденных, ухудшают качество грудного молока у кормящих матерей, отрицательно влияют на иммунитет.

Вывод

Здоровое питание подразумевает полный отказ от трансжиров и почти полный отказ от прямого потребления насыщенных (животных) жиров. Их мы в достаточном количестве получаем в скрытой форме (в том же самом оливковом или подсолнечном маслах, а также в молочных и мясных продуктах). Обязательно ежедневное потребление незаменимых Омега-3 жиров в виде рыбьего жира и льняного масла. И тогда вы станете стройными, а ваши кожа и волосы скажут вам спасибо.

16.04.2019 15:56:00
6 способов убрать жир на животе
Многие люди мечтают убрать жир на животе. Почему именно там? Потому что лишние килограммы оседают в первую очередь на животе, портят вид тела и создают опасность для здоровья. Но следующие способы помогут исправить ситуацию!

16.04.2019 15:35:00
12 привычек, которые сокращают жизнь
Многие люди старшего возраста ведут себя как подростки. Они считают себя неуязвимыми и принимают решения, которые вредны для их здоровья. Но какие именно привычки сокращают жизнь? Давайте узнаем вместе!

15.04.2019 22:22:00
Похудеть на 10 кг за 30 дней: 3 правила
Всем хочется похудеть как можно быстрее и как можно больше. Если Вы тоже мечтаете об этом, то предлагаем ознакомиться с 3 правилами, которые позволят похудеть на 10 кг за 30 дней.

15.04.2019 22:10:00
Этот простой коктейль поможет стать стройнее
Скоро лето - нужно готовиться к пляжному сезону. И в этом Вам поможет модный напиток на основе яблочного уксуса. Давайте узнаем, насколько он эффективен и как его нужно пить.

13.04.2019 11:55:00
Быстрое похудение: лучшие советы и способы
Конечно, здоровая потеря веса требует терпения и дисциплины, а жесткие диеты не приносят долговременных результатов. Но иногда нет времени на длительную программу. Чтобы похудение произошло как можно скорее, но без голода, нужно следовать советам и способам в нашей статье!

13.04.2019 11:43:00
ТОП-10 продуктов против целлюлита
Полное отсутствие целлюлита для многих женщин остается несбыточной мечтой. Но это не значит, что надо опустить руки. Следующие 10 продуктов стягивают и укрепляют соединительную ткань – ешь их как можно чаще!

Углеводы – это органические соединения растительного происхождения, в состав которых входит водород, углерод и кислород. Главная функция углеводов – это обеспечение организма энергией. Их можно сравнить с топливом для самолёта, без которого он не полетит. Все расщепляются до простейшего элемента – глюкозы, которая поступает во все клетки и сжигается, образуя воду, углекислый газ и энергию. Эта энергия нужна для таких процессов, как дыхание, пищеварение, мышление, и для физической активности. В каких же продуктах больше углеводов?

Углеводы делятся на:

Простые - моносахариды: галактоза, глюкоза и фруктоза и дисахариды: лактоза, сахароза и мальтоза. Они Обладают сладким вкусом. Состоят только из одной молекулы, поэтому почти моментально растворяются и усваиваются, попадая в организм. Затем инсулин снижает быстро повысившийся уровень глюкозы в крови, и мозг снова требует новую порцию углеводов; возвращается чувство голода. При употреблении в больших количествах способствуют образованию жировых клеток.
Сложные - полисахариды: гликоген, пектин, крахмал, клетчатка. Плохо растворяются в воде. Усваиваются намного дольше и не вызывают резкий подъём уровня глюкозы в отличие от простых углеводов, поэтому обеспечивается длительное чувство сытости. Не способствуют образованию жировых запасов.

Разновидность углеводов

В каких продуктах больше углеводов? Это те продукты, в составе которых много рафинированного сахара.

Суточная норма углеводов

В норме , жиры и углеводы должны соотноситься как 1:1:4. Рекомендуется выстраивать рацион так, чтобы простые углеводы составляли 30%, а сложные – 70%.

Норма углеводов варьируется в зависимости от пола, возраста, физической активности и других факторов. Чем больше уровень физической активности человека и чем меньше его возраст, тем больше требуется углеводов.

Норма углеводов для мужчин колеблется от 350 до 580 г, а для женщин – от 280 до 460 г.

Тем, кто держит диету, советуется сокращать количество углеводов до 100 г. Тем же, кто активно занимается спортом, нужно потреблять большое количество углеводов, потому что их недостаток отрицательно повлияет на состояние мышц. Человек будет сильнее уставать и не сможет долго заниматься. Лучше всего выбирать именно сложные углеводы.

Польза углеводов

Как уже было сказано, главное назначение углеводов – это пополнение запасов энергии в организме. Именно углеводы поставляют около 50-60% энергии. Но это не единственное полезное свойство.

Они нужны для нормальной работы сердечно-сосудистой, пищеварительной, нервной системы, печени, головного мозга (он потребляет около 70% энергии), обеспечения необходимого количества сахара, вывода вредных веществ.

Клетчатка нормализует уровень холестерина и поддерживает в тонусе кишечник, улучшает перистальтику. Кроме того, они принимают участие в синтезе некоторых молекул, регулируют обмен веществ, участвуют в поддержании иммунитета.

Вред углеводов

Больший вред приносят простые углеводы, так как они быстро вызывают чувство голода. Из-за этого некоторые люди начинают есть больше продуктов, что в итоге приводит к появлению лишнего веса. Кроме того, они могут вызвать дефицит витаминов. Но это не значит, что нужно полностью от них отказаться.

Организм нуждается как в простых, так и в сложных углеводах.

Продукты, содержащие вредные углеводы

Вредные углеводы

К ним относятся:

хлеб и другие мучные изделия;
напитки с высоким содержанием сахара;
конфеты, молочный шоколад, пирожные;
различные джемы и варенья;
алкоголь;
мороженое;
фастфуд;
белый рис;
некоторые крупы, например, манная;
продукты быстрого приготовления;
кукурузные хлопья;
сахар;
некоторые жареные продукты;
попкорн.

Продукты, содержащие полезные углеводы

Полезные углеводы

В эту группу входят продукты с низким гликемическим индексом, который определяет скорость усвоения углеводов, и достаточным содержанием полезных веществ:

свежие овощи и фрукты;
хлеб с отрубями;
мясо;
рыба;
грибы;
бурый рис;
нежирные молочные продукты;
пряные травы;
орехи.

В таких продуктах кроме углеводов, содержится достаточное количество витаминов, органических элементов, минералов и других полезных и важных веществ.

К чему может привести недостаток или избыток углеводов в организме

Из-за недостатка углеводов нарушается обмен веществ. Организм начинает пополнять запасы энергии за счёт белков, жиров или мышечной ткани. Всё это приводит к большой нагрузке на почки и неправильному солевому обмену.

Кроме того, из-за распада жиров может произойти так называемое «закисление» организма. Хронический дефицит способствует сокращению количества гликогена и накапливанию жира в печени.

Если сильно ограничить поступление углеводов, то нарушатся и обменные процессы, работа внутренних органов, появится ощущение усталости, недостаток сил, ухудшение когнитивных способностей, раздражительность, снижение внимания.

Также возможно апатия, депрессия, разрушение важных белков.

При сильном дефиците появляются такие симптомы:

головокружение;
головная боль;
сонливость;
сильная слабость;
чувство голода.

Если же съесть пищу, содержащую сахар, то эти симптомы исчезают.

Продукты, которые пополнят запас углеводов

Избыток же способен привести к . Почему? Механизм работает следующим образом. Если человек зараз съедает большое количество углеводов (например, более 500 г), то уровень глюкозы резко повышается, за ним повышается и инсулин, который необходим, чтобы глюкоза могла дойти до клеток.

Увеличение уровня инсулина стимулирует синтез жиров. Всё это может привести не только к увеличению веса, но и к появлению сахарного диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, например, гастрита, гиперактивности.

Человек перестаёт чувствовать насыщение, так как снижается чувствительность к лептину (гормон насыщения).

Углеводная диета

Чтобы похудеть, нужно исключить простые углеводы

В отличие от других диет, построенных на жёстком ограничении количества углеводов, эта диета разрешает их употребление. Ведь из-за недостатка углеводов снижается работоспособность и ухудшается общее состояние.

Конечно, в углеводной , как и в других, есть свои правила:

питаться около 5 раз в день;
каждая порция – примерно 100 г пищи и 150 мл жидкости;
ограничить потребление именно простых углеводов, использовать в основном сложные углеводы;
ограничить употребление конфет, жареных продуктов, сладких напитков, соли;
последний приём пищи – не позднее 7 часов вечера.