РОЗДІЛ ІІІ. ВУГЛЕВОДИ

Вуглеводи - обов'язковий компонент їжі, що повинний бути присутнім у раціоні харчування людини. Вуглеводи складають по масі найбільшу частину раціону. Кількість і співвідношення вуглеводних компонентів в їжі відіграють важливу роль у харчуванні, у збереженні здоров'я і профілактиці основних захворювань сучасної людини.

Вуглеводи – біохімічні сполуки, які утворюються в рослинах як первинні продукти фотосинтезу та є важливою складовою частиною живих організмів.

Вуглеводи за хімічною будовою - це поліоксиальдегіди, поліоксикетони, їх полімери та похідні. Назва «Вуглеводи» не відповідає хімічний будові і поряд з нею вживаються інші: "Цукри", "Сахариди", “Глікани”. Вуглеводи поділяють на моносахариди (прості цукри), олігосахариди (олігомери, що складаються з кількох залишків моносахаридів) та полісахариди (полімери, що складаються з багатьох залишків моносахаридів).

Вуглеводи - це обширний клас органічних сполук.

У клітинах рослин на частку вуглеводів припадає до 90% всіх сухих речовин.

Вуглеводи утворюються в рослинах у ході фотосинтезу, завдяки асиміляції хлорофілом вуглекислого газу повітря під дією сонячного випромінювання. Кисень, що утворюється при цьому, виділяється в атмосферу.

Вуглеводи були першими речовинами харчових продуктів, хімічна структура яких була розшифрована хіміками.

Оскільки вуглеводи легше за інші харчові речовини піддаються перетворенням із звільненням відповідної кількості енергії, вони особливо важливі у харчуванні як джерела енергії у разі інтенсивної фізичної праці.

Під час великого м'язового напруження у тренованих людей до 50% енергетичних витрат покривається за рахунок вуглеводів, а у нетренованих - майже виключно за рахунок вуглеводів.

Важливу роль відіграють вуглеводи у діяльності центральної нервової системи, оскільки вони є основним джерелом енергії для нервової тканини. Тканина головного мозку споживає глюкози у середньому у 2 рази більше, ніж м'язи, і в 3 рази більше, ніж нирки. Про важливу роль вуглеводів у діяльності мозку свідчить і той факт, що запаси глікогену у мозковій тканині порівняно стабільні, вони витрачаються лише у надзвичайних випадках.

Фізіологічні функції вуглеводів:

Ø Енергетична. Джерело енергії для людини. Під час окиснення 1г виділяється 16,9 кДж (4ккал) енергії.

Ø Пластична. З вуглеводів синтезуються органічні кислоти.

Ø Регуляторна. Регулюють осмотичні процеси; протидіють накопленню кетонових тіл під час окиснення жирів.

Ø Опорна. У комплексі з білками входять до складу хрящових тканин.

Ø Захисна. Важлива роль вуглеводів в захисних реакціях організму, особливо, які відбуваються в печінці. Взаємодіють в печінці з багатьма отруйними сполуками, переводячи їх в нешкідливих і легко розчинних речовини. Глюкуронова кислота сполучаючись із токсичними речовинами, утворює нетоксичні складні ефіри. Захисна функція – в’яжучі секрети, які виділяються різними залозами і багаті на мукополісахариди, захищають стінки деяких порожнистих органів від механічних пошкоджень і від проникнення патогенних бактерій та вірусів.

Ø Спеціалізована. Деякі вуглеводи та їх похідні мають біологічну активність, виконуючи в організмі спеціалізовані функції. Гепарин попереджає зсідання крови в судинах, гіалуронова кислота запобігає прониканню бактерій через клітинну оболонку. Вуглеводи виконують (окремі представники) в організмі особливі функції, наприклад, беруть участь у проведенні нервових імпульсів, утворенні антитіл, забезпечують специфічність груп крові, нормальну діяльність центральної нервової системи.

Вуглеводневі запаси людини дуже обмежені, під час інтенсивної праці швидко витрачаються, тому вуглеводи повинні надходити в організм є їжею кожен день. Добова потреба 400-500г.

Моносахариди класифікують, зважаючи на дві ознаки:

Ø характер оксогрупи (альдегідна або кетонна);

Ø довжину карбонового ланцюга (рис.5)

Залежно від наявності в структурі моносахаридів альдегідної або кетонної групи розрізняють альдози (глюкоза) та кетози (фруктоза).

Моносахариди не підлягають гідролітичному розщепленню з утворенням менших молекул вуглеводів. Їх загальна формула С_nН_2nO_n. За кількістю атомів карбону в молекулі моносахариди поділяються на групи. Найбільш поширеними є гексози (6 С) та пентози (5 С). Під час їх перетворення в живих організмах утворюються тріози (З С), тетрози (4 С), гептози (7 С).

Рис. 5. Класифікація вуглеводів

За розміщенням карбонільної групи моносахариди поділяють на ряди структурних ізомерів: альдози та кетози. Найпростішими їх представниками є альдотріоза гліцериновий альдегід і кетотріоза діксиацетон: