Углеводы: физиологическое значение, классификация, химическая природа

Название «углеводы» дано было соединением этого класса почти 90 лет назад, когда полагали, что все они содержат углерод, водород и кислород в таких соотношениях, как будто представляют собой различные гидраты углерода общей формулы С_n(H₂O)_m. Однако затем оказалось, что ряд соединений, принадлежащих по своим свойствам к классу углеводов, содержат водород и кислород в несколько иной пропорции, чем указано в общей формуле, однако название «углеводы» сохранилось, хотя химического смысла оно не имеет.

Углеводы – это обширная группа органических соединений, распространенных в живой природе, они встречаются в свободной и связанной форме в любой растительной, животной и бактериальной клетке. Углеводы составляют три четверти биологического мира и примерно 60-80% калорийности пищевого рациона. Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы подразделяются на три основные группы:

– моносахариды или простые углеводы, не подвергающиеся гидролизу: глюкоза (виноградный сахар), фруктоза (плодовый сахар), галактоза (составная часть молочного сахараза – лактозы), арабиноза (содержится в хвойных растениях, свекловичном жоме), ксилоза (древесный сахар);

– олигосахариды или полисахариды 1-го порядка, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями; наибольшее значение имеют дисахариды, мальтоза, сахароза и лактоза;

Наибольшее распространение получила сахароза, состоящая из одного остатка α-D-глюкозы и одного остатка β-D-фруктозы.

– полисахариды – природные полимеры, которые можно разделить сточки зрения общих принципов строения на две группы: гомополисахариды, состоящие из моносахаридных единиц только одного типа, и гетерополисахариды, состоящие из двух и более типов мономерных звеньев. С точки зрения функционального назначения полисахариды делятся на структурные (целлюлоза) и резервные крахмал, гликоген).

Физиологическое значение углеводов заключается в том, что они являются источником энергии для человеческого организма. Их рольне ограничивается энергетической функцией, они являются также пластическими материалами, выполняют регуляторную функцию при обмене веществ, участвуют в защитных реакциях организма (например, глюкуроновая кислота соединяется с некоторыми токсичными веществами, образуя нетоксичные сложные эфиры.

С точки зрения пищевой ценности углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы – моно-и олигосахариды, крахмал, гликоген; неусваиваемые – целлюлоза, гемицеллюлоза, инулин, пектин, слизи.

При поступление в пищеварительный тракт усваиваемые углеводы расщепляются, всасываются, а затем непосредственно утилизируются в виде глюкозы или превращаются в жир, или откладываются на временное хранение (в виде гликогена).

Неусваиваемые углеводы человеческим организмом не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют (вместе с лигнином) так называемые пищевые волокна, которые стимулируют моторную деятельность кишечника, препятствуют всасыванию холестерина, играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника. Суточная норма пищевых волокон 20-25 г.