УГЛЕВОДЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ, ПОТРЕБНОСТЬ

Углеводы - главный источник энергии в организме человека.

Углеводы – большая группа природных органических соединений. Они состоят из углерода, водорода и кислорода, причем соотношение водорода и кислорода такое же, как и в молекуле воды.

За счет углеводов обеспечивается не менее половины суточной калорийности рациона. Углеводы синтезируются в растениях из углекислоты и воды под действием солнечной энергии.

Основная масса углеводов, поступающих в организм с пищей, в процессе жизнедеятельности быстро сжигается.

Энергетическая ценность углеводов 4 ккал, или 17,6 кДж, они покрывают 58% всей потребности организма в энергии (среднесуточная потребность в углеводах у мужчин – 300-580г, у женщин – 250-450г).

В пищевых продуктах углеводы содержаться в виде простых и сложных сахаров.

В зависимости от составных частей углеводы подразделяются на моносахариды, дисахариды (простые) и полисахариды (сложные).

Простые сахариды хорошо растворимы в воде, способны образовывать гликоген, легко усваиваются организмом. Эти вещества обладают высокими пищевыми и энергетическими свойствами и придают пище сладкий вкус (сладость сахарозы принята за 100%, сладость фруктозы равна 173%, глюкозы – 74%, лактозы – 16%).

Моносахариды – являются наиболее простыми углеводами, при гидролизе расщепляются до простых соединений.

Полисахариды (сложные сахара – крахмал) в процессе пищеварения в кишечнике расцепляются на простые – глюкозу и фруктозу. В печени из глюкозы образуется вещество – гликоген. Гликоген содержится также в мышцах. При обильном питании количество гликогена в мышцах увеличивается, а при голодании уменьшается.

Простые углеводы

Глюкоза – наиболее распространенный моносахарид. Она содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания (гипогликемическая кома).

Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград, черешня, вишня, малина, земляника, слива, арбуз. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве, в белокочанной капусте, в моркови.

Фруктоза является одним из самых распространенных углеводовфруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» - глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.

Основными источниками фруктозы в пище являются виноград, яблоки, груши, вишня, черешня, арбузы, черная смородина, малина, земляника, дыни. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле, до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 37%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.

Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока - лактозы. Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается.

Дисахарид, образованный молекулами глюкозы и фруктозы, - это сахароза (свекловичный или тростниковый сахар). Содержание сахарозы в сахаре 99,5%.

Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Сахар часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углеводи не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли.

Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование.

Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм.

Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле, персиках, дынях, сливах, мандаринах. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед (1-2%), кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.

При соединении двух молекул глюкозы образуется мальтоза - солодовый сахар. Ее содержат мед, солод, пиво, патока и хлебобулочные и кондитерские изделия, изготовленные с добавлением патоки.

Лактоза (молочный сахар) – основной углеводмолока и молочных продуктов.

Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.

Сложные углеводы

Все полисахариды, представленные в пище человека, за редкими исключениями, являются полимерами глюкозы.

Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов.

Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель.

Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе (ядрице) до 70% - в рисовой.

Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» - 49%.

Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 (ржаная) до 68% (пшеничная высшего сорта ).

Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе.

Особняком стоят соя, которая содержит только 3,5% крахмала, и соевая мука (10-15,5%). По причине высокого содержания крахмала в картофеле (15-18%) в диетологии его относят не к овощам, где основные углеводыпредставлены моносахариды и дисахаридами, а к крахмалистым продуктам наравне со злаковыми и зернобобовыми.

Клетчатка (целлюлоза) – относится к так называемым балластным веществам, т.е. она не является ни источником энергии, ни пластическим материалом. Она труднее, чем крахмал, подвержена гидролизу.

Клетчатка содержится во всех продуктах растительного происхождения – 0,5-3%. В гречневой крупе – 2%, в овощах – 0,7-2,8%, в плодах и фруктах – 0,5-1,3%, в картофеле – до 1%.

Больше всего ее в овощах, плодах, крупах, мучных изделиях низших сортов. Клетчатка выводит холестерин их организма, участвует в формировании каловых масс и нормализует полезную кишечную микрофлору.

Гликоген - «животный крахмал» - состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1% ).

Запасы углеводовв виде гликогена в организме человека составляют примерно 500г. Основная масса его (2/3) находится в мышцах, 1/3 – в печени. В промежутках между приемами пищи гликоген распадается на молекулы глюкозы, что смягчает колебания уровня сахара в крови. Запасы гликогена без поступления углеводовистощаются примерно за 12-18 часов. В этом случае включается механизм образования углеводовиз промежуточных продуктов обмена белков. Это обусловлено тем, что углеводыжизненно необходимы для образования энергии в тканях, особенно мозга. Клетки мозга получают энергию преимущественно за счет окисления глюкозы.

Инулин - растительный полисахарид, схожий по структуре с крахмалом и клетчаткой, является полимером фруктозы.

Инулин улучшает обмен веществ, снижает уровень сахара в крови, уменьшает чувство голода, способствует очищению пищеварительного тракта и снижению веса при ожирении. Содержится в топинамбуре и некоторых других растениях. Пищевые продукты с добавкой инулина рекомендуют при диабете и особенно для его профилактики (напомним, что фруктоза дает меньшую нагрузку на поджелудочную железу, чем другие сахара).

Пектиновые вещества – углеводоподобные вещества, являются производными углеводов. Больше всего их содержится в яблоках, абрикосах, черной смородине. Пектиновые вещества, попадая в организм человека, стимулируют процесс пищеварения и способствуют выведению из организма вредных веществ.

К пектиновым веществам относят: протопектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты.

Протопектин представляет собой соединение пектина и целлюлозы. Он содержится в клеточных стенках растений, нерастворим в воде.

Пектин является составной частью клеточного сока, он обладает желирующими свойствами. И это позволяет использовать его для приготовления желе, мармелада, пастилы.

Дефицит углеводов.

Хронический дефицит углеводов приводит к истощению запасов гликогена в печени и отложению жира в ее клетках. Это может вызвать так называемое жировое перерождение печени и нарушение ее функций.

При дефиците углеводов в пище ткани и органы используют для синтеза энергии не только белки, но и жиры. При усиленном распаде жиров могут возникнуть нарушения обменных процессов, связанные с ускоренным образованием кетонов и накоплением их в организме. Избыточное образование кетонов при усиленном окислении жиров и частично белков может привести к «закислению» внутренней среды организма и отравлению тканей мозга вплоть до развития ацидотической комы с потерей сознания.

Избыток углеводов

Избыток углеводов в пище вызывает повышение уровня инсулина в крови и способствует образованию жира, а резкое снижение калорийности пищи за счет уменьшения углеводов в рационе может приводить к нарушению белкового обмена.