Главная Контакты Найти нас
Тренажерный зал
Аэробный зал
Наши инструкторы
Спортивное питание
Расписание
Инфракрасная сауна
Турбо Солярий
Вакансии
Цены

Углевод из чего состоит


Углеводы | Химия онлайн

Углеводы (сахара) — органические вещества, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула Cx(h3O)y,

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С6Н12О6, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С12Н22О11, мальтоза (солодовый сахар) С12Н22О11, лактоза (молочный сахар) С12h32O11, крахмал и целлюлоза (С6Н10О5)n.

Учебный фильм «Углеводы»

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например, сахар рамноза С6Н12О5

В то же время есть вещества, соответствующее общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, природный шестиатомный спирт инозит С6Н12О6).

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров [СxН2Оy]n с молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды и при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО2 с использованием солнечной энергии:

В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

Содержание углеводов в растениях составляет до 80% массы сухого вещества, в организмах человека и животных – до 20%. Они играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

Они служат источником запасной энергии (в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.

Классификация углеводов

Все углеводы по числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды).

Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды) – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.

Моносахариды по числу атомов углерода подразделяют на тетрозы (С4Н8О4), пентозы (С5Н10О5),  и гексозы (С6Н12О6). Важнейшие пентозы -  ри­бо­за и дез­ок­си­ри­бо­за, гексозы – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов). Среди олигосахаридов наибольшее значение имеют дисахариды (диозы) – продукты конденсации двух молекул моносахаридов (например, сахароза — С12Н22О11, при гид­ро­ли­зе пре­вра­ща­ет­ся в смесь глю­ко­зы и фрук­то­зы).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах — от 10 до 3000—5000.

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом –оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Моносахариды. Глюкоза

Дисахариды. Сахароза.

Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза

himija-online.ru

Строение, свойства и функции углеводов

Углеводы, или сахара, - одна из главных групп органических веществ в живых организмах. Они являются первичными продуктами фотосинтеза и исходными продуктами биосинтеза других веществ (органических кислот, аминокислот) у растений. Содержатся углеводы и в клетках других организмов.

Пример 1

В животных клетках содержится 1 – 2% углеводов от массы сухого вещества, а в растительных оно достигает 85 – 90%.

Строение углеводов

Углеводы состоят из углеводорода, кислорода и водорода, причём у большинства углеводов соотношение водорода и кислорода такое же, как и в молекуле воды (отсюда их название - углеводы).

Замечание 1

Производные углеводов могут содержать и другие элементы.

В зависимости от строения углеводы делят на моносахариды и полисахариды (простые и сложные).

В зависимости от количества атомов углеводорода есть такие моносахариды: триозы (3С – три атома углерода в цепи), тетрозы (4С), пентозы, гексозы, гептозы.

Моносахариды, которые имеют пять и больше атомов углеводорода, при растворении в воде, иногда приобретают кольцевую структуру.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

В естественных условиях наиболее часто встречаются пентозы (рибоза, дезоксирибоза, рибулёза) и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).

Замечание 2

Рибоза и дезоксирибоза являются составными частями АТФ и нуклеиновых кислот. Глюкоза является универсальным источником энергии.

Благодаря превращениям моносахаридов клетки не только обеспечиваются энергией, но и осуществляется биосинтез многих органических веществ, а также они способствуют обезвреживанию и выведению из организма ядовитых веществ, попадающих снаружи или тех, которые образовались в процессе метаболизма (обмена веществ), например, в процессе распада белков.

Дисахариды и полисахариды образуются в результате соединения двух и более моносахаридов, таких, как глюкоза, ксилоза, галактоза, арабиноза или маноза.

Пример 2

При соединении двух молекул моносахаридов образуется молекула дисахарида и выделяется вода. Типичные представители этой группы: сахароза (тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар). мальтоза (солодовый сахар),

По своим свойствам дисахариды близки к моносахаридам.

Моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и сладкие на вкус. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается, исчезает сладкий вкус. К полисахаридам относятся крахмал, целлюлоза, инулин, гликоген, хитин.

Полисахариды (гликоген, целлюлоза и крахмал) построены из глюкозных мономеров, но связи в их молекулах разные. Кроме того, отличается и характер ветвления полимерных цепей: у целлюлозы цепи не ветвятся, у гликогена они ветвятся сильнее, чем у крахмала.

Значение углеводов

Замечание 3

Основное значение углеводов связано с их энергетической функцией.

В результате их ферментативного расщепления и окисления освобождается энергия, которую впоследствии использует клетка.

Полисахариды играют роль запасных продуктов и источников энергии (крахмал, гликоген), которые легко мобилизируются, а также используются как строительный материал (целлюлоза, хитин).

Полисахариды – удобные запасные вещества по ряду причин:

  • благодаря нерастворимости в воде они не действуют на клетку ни осмотически, ни химически, что достаточно важно, поскольку они могут долго храниться в живой клетке;
  • находясь в твёрдом обезвоженном состоянии полисахариды увеличивают полезную массу запасных веществ за счёт экономии их объёма.

При этом вероятность употребления этих продуктов различными микроорганизмами (и болезнетворными), грибами, которые, как известно, не способны заглатывать пищу, а всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, существенно уменьшается. В конце концов в случае необходимости запасные полисахариды легко превращаются путём гидролиза на простые сахара.

Углеводы выполняют в клетке ряд функций. Полисахариды накопляются как запасные питательные вещества (гликоген – в клетках печени и мышцах, крахмал – в клубнях и корневищах растений);

Энергетическая функция связана с освобождением энергии при окислении молекул углеводов (при окислении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии);

Структурная функция связана с наличием в растительных клетках целлюлозной оболочки, которая выполняет роль внешнего скелета. Углеводы входят в состав гликокаликса животных клеток.

Целлюлоза и хитин

Целлюлоза является одним из важнейших структурных компонентов клеточных стенок некоторых протистов, грибов, растений и составляет в среднем 26 – 40% материала клеточной стенки, а волокно хлопчатника состоит из целлюлозы почти полностью. Целлюлоза является пищей для многих бактерий, животных и грибов. Однако у большинства животных, а также у человека в желудочно-кишечном тракте нет фермента целлюлазы, который расщепляет целлюлозу до глюкозы, и они не могут усваивать целлюлозу. Однако целлюлозные волокна всё же играют важную роль в питании, придавая пище объём и грубую консистенцию, которые стимулируют перистальтику кишечника. У жвачных животных в кишечнике целлюлозу перерабатывают бактерии и простейшие.

Хитин входит в состав клеточных стенок некоторых протистов и грибов, выполняя опорную функцию, а у некоторых животных (особенно у членистоногих) является важным компонентом их внешнего скелета.

spravochnick.ru

Углеводы и их виды

Углеводы (на англ. carbohydrate, hydrates — гидрат, carbon — углерод) — это органические соединения, которые имеют эмпирическую формулу, состоящую только из углерода, водорода и кислорода.

Функции углеводов

Углеводы выполняют множество функций в живых организмах. Полисахариды (к примеру, крахмал и гликоген) участвуют в образовании энергии и в качестве конструкционных элементов (к примеру, целлюлоза в растениях и хитин у членистоногих). Рибоза является важнейшим компонентом коферментов и основой генетической молекулы РНК. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Сахариды и их производные включают в себя биомолекулы, играющие ключевую роль в иммунной системе, предотвращении патогенеза, в свертываемости крови и в развитии всего организма.

Липогенез — это преобразование небольшой части (около 30%) съеденных углеводов в жировые отложения. Является абсолютно нормальным и естественным процессом.

Гиперлипогенез — преобразование значительной части углеводов в жировые отложения. Вызывается вследствие нарушения восприимчивости к инсулину, или нарушения его выработки.

Гликемический индекс и нагрузка

Термин «гликемический индекс» (ГИ) (на англ. glycemic index или glycaemic index (GI)) применяется как показатель влияния продуктов питания на уровень сахара в крови. Шкала измерения варьируется от 0 до 100. Высшую точку 100 занимает глюкоза.

Дополнительно: Таблица гликемического индекса продуктов.

Гликемическая нагрузка (ГН) (на англ. glycemic load (GL)) — это система оценки пищевых продуктов на их общую гликемическую реакцию. Чем выше гликемическая нагрузка, тем выше ожидаемое повышение глюкозы в крови и инсулиногенетическое влияние пищи.

Продукты ГИ Углеводы, г ГН Инсулиновый индекс
Французский багет 95 50 48
Банан 52 20 10 81
Морковь 47 7.5 3.5
Тортилья (кукурузная лепешка) 52 48 25
Картофель 50 19 9.3 121
Белый рис, варенный 64 24 15.4 79
Арбуз 72 5 3.6

Классификация углеводов и их описание

В диетических целях углеводы были разделены на простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (олигосахариды и полисахариды). Термин сложный углевод был впервые использован «Специальным комитетом по питанию и потребностям человека при сенате США» (на англ. US Senate Select Committee on Nutrition and Human Needs) в 1977 году в публикации «Диетические цели для США» (на англ. Dietary Goals for the United States). Данный термин был употреблен для обозначения фруктов, овощей и цельных зерен.

Простые углеводы

Углеводы, которые усваиваются быстро. Многие простые углеводы содержат рафинированные сахара и несколько важных витаминов и минералов. Продукты: фрукты, фруктовые соки, молоко, йогурт, мед, патока и сахар.

Моносахариды
    • Глюкоза — это составная единица, из которой построены важнейшие полисахариды (такие как гликоген, целлюлоза и крахмал), а также входит в состав сахарозы, мальтозы и лактозы. Очень быстро всасывается в кровь через желудочно-кишечный тракт.
    • Фруктоза — моносахарид, присутствующий почти во всех сладких плодах и ягодах. В отличие от глюкозы, фруктоза не поглощается инсулинозависимыми тканями.
    • Галактоза входит в состав молочного сахара (лактоза).
    • Манноза — компонент многих полисахаридов.
    • Дезоксирибоза – производная рибозы. Является компонентом ДНК.
Дисахариды

Состоят из двух мономеров — моносахаридов.

    • Сахароза — это обычный сахар. Ее моносахаридами являются глюкоза и фруктоза. Много содержится в сахарной свекле и сахарном тростнике.
    • Мальтоза — солодовый сахар, состоящий из двух остатков глюкозы. В больших количествах содержится в проросших зернах (солоде) ячменя, ржи и в других зерновых культурах.
    • Изомальтоза (E953) входит в состав амилопектина растительного и животного крахмала (гликоген).
    • Лактоза или молочный сахар — углевод, состоящий из остатков молекул глюкозы и галактозы. У многих людей лактоза не усваивается и вызывает нарушения в пищеварительной системе. Для таких людей выпускают БАДы, не содержащие данного углевода.
    • Лактулоза — это дисахарид, состоящий из остатков фруктозы и галактозы. В природе не встречается.

Сложные углеводы

Требуют больше времени на переваривание, а некоторые вообще не усваиваются, но тем неменее участвуют в жизнедеятельности микрофлоры ЖКТ и выводят вредные вещества из организма. К ним относится клетчатка (целлюлоза) — элемент, являющийся основой клеточных стенок. Продукты: овощи, хлебобулочные изделия, крупы и макаронные изделия.

Олигосахариды

Состоят из десятков, но не более 20 мономеров — моносахаридов.

    • Фруктоолигосахариды (ФОС) (на англ. Fructooligosaccharide (FOS)) (олигофруктоза, олигофруктан) содержатся в большинстве овощах. ФОС был популярен в качестве пищевой добавки в Японии на протяжении многих лет, еще до 90-ых годов прошлого века. Служат субстратом для микрофлоры в толстой кишке. Способствуют усвоению кальция.
    • Галактоолигосахариды (ГОС) (на англ. Galactooligosaccharides (GOS)) (олигогалактосиллактоза, олигогалактоза, олиголактоза, трансгалактоолигосахариды) стимулируют рост бактерий в толстой кишке, повышенность которых положительно влияет на здоровье.
    • Маннан-олигосахариды (МОС) (на англ. Mannan-oligosaccharides (MOS)) содержатся в дрожжах. Способствуют росту полезных бактерий, регулируют баланс микрофлоры в кишечнике и желудке, а также помогает в поглощении болезнетворных бактерий и в борьбе с болезнями.
Полисахариды

Состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.

    • Декстрин — полисахарид, продукт гидролиза крахмала.
    • Крахмал — основной полисахарид, откладываемый, как энергетический запас у растительных организмов.
    • Гликоген — полисахарид, откладываемый, как энергетический запас в клетках животных организмов, но встречается в малых количествах и в тканях растений.
    • Целлюлоза или клетчатка — структурный компонент клеточных стенок у растений. Это самое распространенное органическое соединение на Земле.
    • Хитин — основной структурный полисахарид экзоскелета насекомых и членистоногих, а также клеточных стенок грибов.
    • Маннан содержится в высших растениях, в морских водорослях и микроорганизмах (дрожжах).
    • Галактоманнаны — запасные полисахариды некоторых растений семейства бобовых, такие как гуаран и камедь рожкового дерева.
    • Глюкоманнан — полисахарид, получаемый из клубней конняку, состоит из чередующихся звеньев глюкозы и маннозы, растворимое пищевое волокно, уменьшающее аппетит.
    • Амилоид — применяется при производстве пергаментной бумаги.

См. также

    • Углеводы в продуктах (таблица)
    • Суточная норма килокалорий
    • Причины проблем борьбы с излишним весом

www.shealth.ru

Строение углеводов

Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы – дисахариды, от двух до десяти единиц – олигосахариды, а более десяти – полисахариды.

Моносахариды быстро повышают содержание сахара в крови, и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют быстрыми углеводами. Они легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях.

Углеводы, состоящие из 3 или более единиц, называются сложными. Продукты, богатые сложными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры, с образованием сотни и тысячи молекул моносахаридов.

Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегида у которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение – L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН2ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода). Природные гексозы – глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза – по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда.

Полисахари́ды – общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров – моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Углеводы

1.6. Липиды - номенклатура и строение. Полиморфизм липидов.

Липи́ды – обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Молекулы простых липидов состоят из спирта и жирных кислот, сложных – из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов.

Классификация липидов

Простые липиды – это липиды, включающие в свою структуру углерод (С), водород (H) и кислород (O).

Сложные липиды – это липиды, включающие в свою структуру помимо углерода (С), водорода (H) и кислорода (О) и другие химические элементы. Чаще всего: фосфор (Р), серу (S), азот (N).

https://ru.wikipedia.org/wiki/Липиды

Литература:

1) Черкасова Л. С., Мережинский М. Ф., Обмен жиров и липидов, Минск, 1961;

2) Маркман А. Л., Химия липидов, в. 12, Таш., 1963 – 70;

3) Тютюнников Б. Н., Химия жиров, М., 1966;

4) Малер Г., Кордес К., Основы биологической химии, пер. с англ., М., 1970.

1.7. Биологические мембраны. Формы агрегации липидов. Понятие о жидко-кристаллическом состоянии. Латеральная диффузия и флип-флоп.

Мембраны отграничивают цитоплазму от окружающей среды, а также формируют оболочки ядер, митохондрий и пластид. Они образуют лабиринт эндо-плазматического ретикулума и уплощенных пузырьков в виде стопки, составляющих комплекс Гольджи. Мембраны образуют лизосомы, крупные и мелкие вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли простейших. Все эти структуры представляют собой компартменты (отсеки), предназначенные для тех или иных специализированных процессов и циклов. Следовательно, без мембран существование клетки невозможно.

Схема строения мембраны: а – трехмерная модель; б – плоскостное изображение;

1 – белки, примыкающие к липидному слою (А), погруженные в него (Б) или пронизывающие его насквозь (В); 2 – слои молекул липидов; 3 – гликопротеины; 4 – гликолипиды; 5 – гидрофильный канал, функционирующий как пора.

Функции биологических мембран следующие:

1) Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.

2) Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.

3) Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сигналов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.).

4) Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов).

5) Участвуют в преобразовании энергии.

http://sbio.info/page.php?id=15

Латеральная диффузия – это хаотическое тепловое перемещение молекул липидов и белков в плоскости мембраны. При латеральной диффузии рядом рас­положенные молекулы липидов скачком меняются местами, и вследствие таких последовательных перескоков из одного мес­та в другое молекула перемещается вдоль поверхности мемб­раны.

Перемещение молекул по поверхности мембраны клетки за время t определено экспериментально методом флуоресцентных меток – флюоресцирующих молекулярных групп. Флуоресцентные метки делают флюоресцирующими молекулы, дви­жение которых по поверхности клетки можно изучать, например, исследуя под микроскопом скорость расплывания по поверхности клетки флюоресцирующего пятна, созданного такими молекулами.

Флип-флоп – это диффузия молекул мембранных фосфолипидов поперек мембраны.

Скорость перескоков молекул с одной поверхности мембра­ны на другую (флип-флоп) определена методом спиновых ме­ток в опытах на модельных липидных мембранах – липосомах.

Часть фосфолипидных молекул, из которых формировались липосомы, метились присоединенными к ним спиновыми мет­ками. Липосомы подвергались воздействию аскорбиновой кис­лоты, вследствие чего неспаренные электроны на молекулах пропадали: парамагнитные молекулы становились диамагнит­ными, что можно было обнаружить по уменьшению площади под кривой спектра ЭПР.

Таким образом, перескоки молекул с одной поверхности бислоя на другую (флип-флоп) совершаются значительно медлен­нее, чем перескоки при латеральной диффузии. Среднее время, через которое фосфолипидная молекула совершает флип-флоп (Т ~ 1час), в десятки миллиардов раз больше среднего времени, характерного для перескока молекулы из одного места в сосед­нее в плоскости мембраны.

Понятие о жидко-кристаллическом состоянии

Твердое тело может быть как кристаллическим, так и аморфным. В первом случае имеется дальний порядок в расположении частиц на расстояниях, много превышающих межмолекулярные расстояния (кристаллическая решетка). Во втором – нет дальнего порядка в расположении атомов и молекул.

Различие между аморфным телом и жидкостью состоит не в наличии или отсутствии дальнего порядка, а в характере движения частиц. Молекулы жидкости и твердого тела совершают колебательные (иногда вращательные) движения около положения равновесия. Через некоторое среднее время («время оседлой жизни») происходит перескок молекул в другое положение равновесия. Различие заключается в том, что «время оседлой жизни» в жидкости намного меньше, чем в твердом состоянии.

Липидные двухслойные мембраны при физиологических условиях – жидкие, «время оседлой жизни» фосфолипидной молекулы в мембране составляет 10 −7 – 10−8 с.

Молекулы в мембране расположены не беспорядочно, в их расположении наблюдается дальний порядок. Фосфолипидные молекулы находятся в двойном слое, а их гидрофобные хвосты примерно параллельны друг другу. Есть порядок и в ориентации полярных гидрофильных голов.

Физиологическое состояние, при котором есть дальний порядок во взаимной ориентации и расположении молекул, но агрегатное состояние жидкое, называется жидкокристаллическим состоянием. Жидкие кристаллы могут образовываться не во всех веществах, а в веществах из «длинных молекул» (поперечные размеры которых меньше продольных). Могут существовать различные жидкокристаллические структуры: нематическая (нитевидная), когда длинные молекулы ориентированы параллельно друг другу; смектическая – молекулы параллельны друг другу и располагаются слоями; холестическая – молекулы располагаются параллельно друг другу в одной плоскости, но в разных плоскостях ориентации молекул разные.

http://www.studfiles.ru/preview/1350293/

Литература: Н.А. Лемеза, Л.В.Камлюк, Н.Д. Лисов. «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы».

1.8. Нуклеиновые кислоты. Гетероциклические основания, нуклеозиды, нуклеотиды, номенклатура. Пространственная структура нуклеиновых кислот - ДНК, РНК (тРНК, рРНК, мРНК). Рибосомы и ядро клетки. Методы определения первичной и вторичной структуры нуклеиновых кислот (секвенирование, гибридизация).

Нуклеиновые кислоты – фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации.

Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры. Их макромолекулы состоят из неоднократно повторяющихся звеньев, которые представлены нуклеотидами. И их логично назвали полинуклеотидами. Одной из главных характеристик нуклеиновых кислот является их нуклеотидный состав. В состав нуклеотида (структурного звена нуклеиновых кислот) входят три составные части:

– Азотистое основание. Может быть пиримидиновое и пуриновое. В нуклеиновых кислотах содержатся основания 4-х разных видов: два из них относятся к классу пуринов и два – к классу пиримидинов.

– Остаток фосфорной кислоты.

– Моносахарид – рибоза или 2-дезоксирибоза. Сахар, входящий в состав нуклеотида, содержит пять углеродных атомов, т.е. представляет собой пентозу. В зависимости от вида пентозы, присутствующей в нуклеотиде, различают два вида нуклеиновых кислот – рибонуклеиновые кислоты (РНК), которые содержат рибозу, и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дизоксирибозу.

Нуклеотид по своей сути – это фосфорный эфир нуклеозида. В состав нуклеозида входят два компонента: моносахарид (рибоза или дезоксирибоза) и азотистое основание.

http://sbio.info/page.php?id=11

Азо́тистые основа́ния – гетероциклические органические соединения, производные пиримидина и пурина, входящие в состав нуклеиновых кислот. Для сокращенного обозначения пользуются большими латинскими буквами. К азотистым основаниям относят аденин (A), гуанин (G), цитозин (C), которые входят в состав как ДНК, так и РНК. Тимин (T) входит в состав только ДНК, а урацил (U) встречается только в РНК.

studfiles.net

Виды углеводов, их свойства и функции

Для нашего организма углеводы являются одним из ключевых источников энергии. Сегодня мы рассмотрим виды и функции углеводов, а также узнаем, в каких продуктах питания они содержатся.

Зачем человеку нужны углеводы?

Прежде чем рассмотреть виды углеводов, разберемся с их функциями. В организме человека всегда есть углеводный запас в виде гликогена. Он составляет порядка 0,5 кг. 2/3 этого вещества находится в мышечных тканях, а еще треть – в печени. В промежутках между едой гликоген распадется на глюкозу, нивелируя тем самым колебания содержания сахара в крови.

Без поступления в организм углеводов запасы гликогена заканчиваются через 12-18 часов. Если это происходит, углеводы начинают образовываться из промежуточных продуктов белкового обмена. Эти вещества жизненно необходимы человеку, так как они, в основном за счет окисления глюкозы, образуют в наших тканях энергию.

Дефицит

При хроническом дефиците углеводов запас гликогена в печени истощается, и в ее клетках начинают откладываться жиры. Это приводит к перерождению печени и нарушению ее функций. Когда человек потребляет с пищей недостаточное количество углеводов, его органы и ткани начинают использовать для синтеза энергии не только белок, но и жир. Усиленный распад жиров приводит к нарушению обменных процессов. Причина тому – ускоренное образование кетонов (самый известный из них – ацетон) и скапливание их в организме. Когда кетоны образуются в избытке, внутренняя среда организма «закисляется», а ткани головного мозга постепенно начинают отравляться.

Как и дефицит, избыток углеводов не сулит пользы организму. Если человек принимает с пищей слишком много углеводов, уровень инсулина и глюкозы в крови повышается. В результате образуются жировые отложения. Происходит это следующим образом. Когда человек после завтрака целый день не ест, а вечером, придя с работы, решает принять обед, полдник и ужин одновременно, организм пытается бороться с избытком углеводов. Так и происходит повышение уровня сахара в крови. Чтобы глюкоза из крови перешла в клетки тканей, нужен инсулин. Он, в свою очередь, попадая в кровь, дает стимул синтезу жиров.

Кроме инсулина, обмен углеводов регулируют и другие гормоны. Глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников, которые стимулируют синтез глюкозы из аминокислот в печени. Этот же процесс усиливается гормоном глюкагоном. По функциям глюкокортикоиды и глюкагон противоположны инсулину.

Норма

Согласно нормам, углеводы должны составлять 50-60 % от калорийности пищи. Исключать их из рациона нельзя, несмотря на то что они отчасти «виновны» в образовании лишних килограммов.

Углеводы: виды, свойства

По своей химической структуре углеводы делятся на простые и сложные. К первым относятся моно- и дисахариды, а ко вторым – полисахариды. Разберем оба класса веществ подробнее.

Глюкоза. Начинаем рассматривать простые виды углеводов с самого главного из них. Глюкоза выступает структурной единицей основного количества поли- и дисахаридов. При обмене веществ она распадается на молекулы моносахаридов. Они, в свою очередь, в ходе сложной реакции превращаются в вещества, окисляемые до воды и углекислого газа, которые являются топливом для клеток.

Глюкоза является важным компонентом в углеводном обмене. Когда его уровень в крови падает или высокая концентрация делает нормальное функционирование организма невозможным (как в случае с диабетом), человек испытывает сонливость и может потерять сознание (гипогликемическая кома).

В чистом виде глюкоза (как моносахарид) содержится в большом количестве овощей и фруктов. Особенно этим веществом богаты такие фрукты:

  • виноград – 7,8 %;
  • вишня и черешня – 5,5 %;
  • малина – 3,9 %;
  • земляника – 2,7 %;
  • арбуз и слива – 2,5 %.

Среди овощей, богатых глюкозой, можно отметить: тыкву, белокочанную капусту и морковь. В них содержится около 2,5 % этого компонента.

Фруктоза. Это один из наиболее распространенных фруктовых углеводов. Он, в отличие от глюкозы, может проникать из крови в ткани без участия инсулина. Поэтому фруктоза считается оптимальным источником углеводов для людей, страдающих диабетом. Ее часть попадает в печень, где она превращается в глюкозу – более универсальное «топливо». Такое вещество также может повысить уровень сахара в крови, но не настолько, как другие простые углеводы. Фруктоза превращается в жиры легче, чем глюкоза. Но ее главное преимущество состоит в том, что она слаще глюкозы и сахарозы в 2,5 и 1,7 раз соответственно. Поэтому данный углевод применяют вместо сахара с целью понижения калорийности пищи.

Больше всего фруктозы содержится во фруктах, а именно:

  • винограде – 7,7 %;
  • яблоках – 5,5 %;
  • грушах – 5,2 %;
  • вишне и черешне – 4,5 %;
  • арбузах – 4,3 %;
  • черной смородине – 4,2 %;
  • малине – 3,9 %;
  • землянике – 2,4 %;
  • дыне – 2,0 %.

В овощах фруктозы содержится меньше. Больше всего ее можно встретить в белокочанной капусте. Кроме того, фруктоза присутствует в меде – порядка 3,7 %. Достоверно известно, что она не вызывает кариеса.

Галактоза. Рассматривая виды углеводов, мы уже познакомились с некоторыми простыми веществами, которые можно встретить в продуктах в свободном виде. Галактоза таковой не является. Она образует дисахарид с глюкозой, который называется лактозой (она же молочный сахар) – основной углевод молока и продуктов, полученных из него.

В желудочно-кишечном тракте лактоза под действием фермента лактазы расщепляется на глюкозу и галактозу. У некоторых людей наблюдается непереносимость молока, связанная с нехваткой в организме лактазы. В нерасщепленном виде лактоза является хорошим питательным веществом для микрофлоры кишечника. В кисломолочных продуктах львиная доля этого вещества сбраживается до молочной кислоты. Благодаря этому люди, у которых наблюдается лактазная недостаточность, могут без неприятных последствий употреблять кисломолочные продукты. Кроме того, в них есть молочнокислые бактерии, которые подавляют деятельность микрофлоры кишечника и нивелируют последствия действия лактозы.

Галактоза, образование которой происходит при распаде лактозы, в печени превращается в глюкозу. Если у человека недостает фермента, который отвечает за данный процесс, у него может развиться такое заболевание, как галактоземия. В коровьем молоке содержится 4,7 % лактозы, в твороге – 1,8-2,8 %, в сметане – 2,6-3,1 %, в кефире – 3,8-5,1 %, в йогуртах – порядка 3 %.

Сахароза. На этом веществе мы закончим рассматривать простые виды углеводов. Сахароза – это дисахарид, который состоит из глюкозы и фруктозы. В сахаре содержится 99,5 % сахарозы. Сахар стремительно расщепляется желудочно-кишечным трактом. Глюкоза с фруктозой всасываются в кровь человека и служат не только источником энергии, но и самым важным предшественником гликогена в жире. Так как сахар представляет собой углеводы в чистом виде, не содержащие питательных веществ, многие его называют источником «пустых калорий».

Свекла – самый богатый сахарозой продукт (8,6 %). Среди других растительных плодов можно выделить персик – 6 %, дыню – 5,9 %, сливу – 4,8 %, мандарин – 4,5 %, морковь – 3,5 %. В других овощах и фруктах содержание сахарозы колеблется в приделах 0,4-0,7 %.

Пару слов стоит сказать также о мальтозе. Этот углевод состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза (солодовый сахар) содержится в меде, патоке, кондитерских изделиях, солоде и пиве.

Сложные углеводы

Теперь обсудим виды сложных углеводов. Таковыми называются все полисахариды, которые встречаются в рационе человека. За редким исключением среди них можно встретить полимеры глюкозы.

Крахмал. Это основной углевод, перевариваемый человеком. На него приходится 80 % потребляемых с пищей углеводов. Крахмал содержится в картофеле и злаковых продуктах, а именно: крупе, муке, хлебе. Больше всего этого вещества можно встретить в рисе – 70 % и гречке – 60 %. Среди злаков самое меньшее содержание крахмала наблюдается в овсяной крупе – 49 %. В макаронных изделиях содержится до 68 % этого углевода. В пшеничном хлебе крахмала 30-50 %, а в ржаном – 33-49 %. Данный углевод также встречается в бобовых – 40-44 %. В картофеле содержится до 18 % крахмала, поэтому диетологи иногда относят его не к овощам, а к крахмалистым продуктам, как и зерновые с бобовыми.

Инулин. Данный полисахарид является полимером фруктозы, который содержится в топинамбуре и в меньшей мере в других растениях. Продукты, содержащие инулин, назначают при диабете и его профилактике.

Гликоген. Его часто называют «животным крахмалом». Он состоит из разветвленных молекул глюкозы и содержится в животных продуктах, а именно: печени – до 10 % и мясе – до 1 %.

Заключение

Сегодня мы рассмотрели основные виды углеводов и узнали, какие функции они выполняют. Теперь наш подход к питанию будет более осмысленным. Краткое резюме вышесказанного:

  • Углеводы – важный источник энергии для человека.
  • Их избыток так же плох, как и недостаток.
  • Виды углеводов: простые, сложные.
  • К простым относятся моно- и дисахариды, а к сложным – полисахариды.

fb.ru

Углеводы

Обратно в Состав продуктов

Углеводы - это органические вещества, в структуре которых выделяют одну карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Углеводы всегда состоят из трех элементов – углерода, кислорода и водорода. Так сложилось, что первые исследованные углеводы имели брутто-формулу вида Сх(Н2О)у, что послужило причиной присвоения этому классу соединений названия «углеводы», т.е. буквально состоящие из углерода и воды. Сейчас известно, что не все углеводы соответствуют указанной брутто-формуле, однако название закрепилось и используется повсеместно.

Если рассматривать вещества в порядке их распространенности в живом мире, то углеводы будут занимать первое место - около 75% всего живого мира состоит из углеводов (в пересчете на сухую массу). Конечно, основной вклад в такую распространенность углеводов играют растения - их биомасса на планете больше, чем биомасса животных, и в пересчете на сухой вес содержание углеводов в них составляет до 90% (в животных не более 2-3%).

Такая же ситуация наблюдается и в пищевых продуктах. По массе, содержание углеводов в продуктах питания не столь велико, но в энергетической ценности рациона человека, по среднемировым оценкам, их доля составляет не менее 70-80%.

Углеводы классифицируют по степени полимеризации. Наиболее простые - моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза, ксилоза и др.) и дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов (сахароза, лактоза, мальтоза др.). Из моносахаридов часто встречаются фруктоза (в т.ч. как более безопасная замена сахару) и глюкоза (как и фруктоза в виде сиропов широко используется в пищевой промышленности). Из дисахаридов наиболее распространенным является сахароза (обычный сахар), а также лактоза (другое название – молочный сахар, содержится в молоке).

Следующей группой идут олигосахариды, чьи молекулы состоят из нескольких (немногих) молекул моносахаридов. Самыми известными олигосахаридами являются мальтодекстрин, фрукто- и галактоолигосахариды (например, популярный сейчас инулин, обеспечивающий защиту от сахарного диабета, является фруктоолигосахаридом).

Углеводами с наибольшей молекулярной массой являются полисахариды: крахмал (запасное вещество растений), целлюлоза (структурный компонент растений), гликоген (запасное вещество животных).

Наиболее распространенным в биосфере углеводом является целлюлоза, однако организм человека ее не усваивает. Для человека главным пищевым углеводом является крахмал. Моно- и дисахариды в природе встречаются достаточно редко, хотя в современном рационе человека их доля весьма высока.

Источником углеводов в живом мире являются только растения - именно они благодаря фотосинтезу способны под воздействием солнечного света из углекислого газа и воды синтезировать углеводы. Все остальные организмы являются потребителями углеводов и могут их лишь дополнительно перерабатывать в другие углеводы, но не получать их заново.

Биологические функции углеводов многообразны:

  • прежде всего, углеводы являются источником энергии: калорийность углеводов (4,1 ккал/г) хотя и уступает жирам (9,3 ккал/г), но в связи с объемом потребления они составляют основу энергетической ценности рациона человека (70-80%);
  • углеводы выполняют структурную функцию: являются каркасным элементом многих структур (мембран, сложных молекул с включением белков, и пр.);
  • углеводы обеспечивают необходимое осмотическое давление биологических жидкостей (в частности, крови);
  • углеводы входят в состав многих сложных веществ, жизненно необходимых организму (например, нуклеотидов), а также рецепторов.

Содержание углеводов в продуктах питания

Достаточно высоко содержание углеводов в продуктах питания только растительного происхождения. Основными источниками углеводов являются следующие пищевые продукты: хлеб и хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, сахар, сладкие напитки, картофель, макароны, крупы, мед (содержит 70-80 % глюкозы и фруктозы в свободном виде), фрукты.

К сожалению, углеводы являются тем компонентом, фактическое потребление которого значительно превышает физиологические потребности человека (50-60% от суточной потребности в энергии, от 257 до 586 г/сутки). Это связано, прежде всего, с органолептическими свойствами углеводов: они сладкие на вкус, что стимулирует потребителя к их употреблению без необходимой потребности (т.е. даже когда человек сыт).

Другим фактором, приводящим к чрезмерному употреблению углеводов, является неадекватное восприятие некоторых сложных пищевых продуктов, которые содержат моно- и дисахариды. Так в обычном безалкогольном напитке содержание углевода сахарозы (обычного сахара) достигает 10%. Что это означает? Возьмем для примера чай. Типовая кружка рассчитана на 200-250 мл этого напитка. В среднем люди на такой объем добавляют 2 чайные ложки сахара (эквивалентно 10-15 г сахара), что составляет 5-6% в чае. То есть, чтобы сделать концентрацию такой же, как в безалкогольном напитке, необходимо добавить в типовую кружку 4 (!) ложки сахара. Попробуйте выпить такой чай. Тем не менее, человек способен выпить не только 200 мл напитка, но и, как правило, гораздо больший объем 0,5-1,0 л (что эквивалентно 50-100 г сахара). Вот почему употребление безалкогольных напитков с сахарозаменителями, имеющими нулевую калорийность, сразу положительно сказывается на рационе.

Еще одним примером являются продукты, где значительного содержания сахара потребитель не ожидает. Это майонезы, соусы, йогурты и т.д. Сахар также вводится в эти продукты в значительном количестве для улучшения их органолептических свойств.

Помимо калорийности, с диетологической точки зрения очень важна скорость усвоения того или иного вида углеводов. Чем быстрее происходит усвоение, тем выше риск ожирения, диабета и т.д. Показателем усвояемости является гликемический индекс (GI), при расчете которого глюкоза, основной и, практически, самый «быстрый» сахар, принята за 100%, а остальные сахара, как правило, имеют более низкий показатель. Законы здорового питания гласят, что следует обращать внимание не только на общее содержание углеводов в продуктах питания, но и на гликемический индекс того или иного вида пищевых продуктов. У большинства круп (особенно гречневой) этот индекс лежит в районе 40-70%, что говорит об их относительной пищевой безопасности по сравнению, скажем, с кондитерскими изделиями, в которых много сахарозы. Следует избегать продуктов с очень высоким гликемическим индексом, список которых возглавляют картофель и пиво.  

Обратно в Состав продуктов

moydietolog.ru


Смотрите также




Логин
Пароль
Регистрация
Забыли пароль?
[ 2 июня 2020 ]   Кружок пауэрлифтинга и жима лежа
    В нашем клубе успешно начал работу "кружок" пауэрлифтинга и жима лёжа. Наши члены кружка успешно выступили и завоевали призовые места на прошедшем 26-27 мая чемпионате Приволжского Федерального Округа по пауэрлифтингу и жиму лёжа. Мы с радостью приглашаем всех желающих в наш коллектив. Начало работы кружка суббота в 14-30.

[ 5 октября 2020 ]   Как вести себя в тренажерном зале
    Посещение нового тренажерного зала – превосходный способ улучшить собственную мотивацию и режим занятий. Однако спортзал иногда пугает тех, кто никогда ранее в него не ходил. Причем касается это не одних лишь новичков. Даже бывалые члены спортивных клубов иногда пребывают в замешательстве от множества неизвестных им тренажеров и множества накачанных людей. Мы поможем вам и дадим несколько советов, которые помогут вам ощущать себя в тренажерном зале рискованнее.

[ 12 апреля 2020 ]   Советы новичкам. Собираемся в тренажерный зал.
    Вы взяли себя в руки и с завтрашнего дня начинаете ходить в спортзал? Отлично! Вам следует учесть некоторые нюансы.

  Содержание, карта сайта.