Katere so glavne funkcije in vloga ogljikovih hidratov?

Biološko gledano so ogljikovi hidrati molekule, ki vsebujejo atome ogljika, vodika in kisika v točno določenih razmerjih. Toda v svetu prehrane so ena najbolj kontroverznih tem..

Nekateri menijo, da je uživanje manj ogljikovih hidratov pot do optimalnega zdravja, medtem ko drugi raje diete z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov. Vendar pa obstajajo tudi ljudje, ki vztrajajo, da je zmerna poraba najboljša možnost..

Ne glede na to, kakšnega mnenja imate, je težko zanikati, da imajo ogljikovi hidrati pomembno vlogo v človeškem telesu. Ta članek izpostavlja njihove glavne značilnosti..

Glavne funkcije ogljikovih hidratov in njihova vloga v telesu

Ogljikovi hidrati telesu zagotavljajo energijo

Ena glavnih funkcij ogljikovih hidratov je zagotavljanje telesu energije.

Večina ogljikovih hidratov v živilih, ki jih jeste, se prebavi in ​​razgradi na glukozo, preden vstopijo v krvni obtok..

Glukoza v krvi vstopa v celice vašega telesa in se uporablja za proizvodnjo molekule velikega pomena pri izmenjavi energije v telesu. Ta molekula se imenuje adenozin trifosfat (ATP).

Večina celic v telesu lahko proizvaja ATP iz več virov, vključno z ogljikovimi hidrati in maščobami. Če pa jeste jedi, ki vsebujejo obe hranili, bo večina telesnih teles raje uporabljala ogljikove hidrate kot njihov glavni vir energije (1).

Ena glavnih funkcij ogljikovih hidratov je zagotavljanje telesu energije. Vaše celice pretvarjajo ogljikove hidrate v molekulo ATP s postopkom, ki se imenuje celično dihanje..

Ogljikovi hidrati zagotavljajo energijo

Če ima vaše telo dovolj glukoze, da lahko zadovolji trenutne potrebe, se lahko njegov presežek prihrani za nadaljnjo uporabo..

Ta shranjena oblika glukoze se imenuje glikogen in se nahaja predvsem v jetrih in mišicah..

Jetra vsebujejo približno 100 gramov glikogena. Te shranjene molekule glukoze lahko vstopijo v krvni obtok, da zagotovijo energijo po telesu in vzdržujejo normalno raven krvnega sladkorja med obroki.

Za razliko od glikogena v jetrih lahko mišični glikogen uporabljajo samo mišične celice. To je pomembno za uporabo med dolgotrajnimi visoko intenzivnimi fizičnimi napori. Raven mišičnega glikogena se razlikuje od osebe do osebe, vendar je približno 500 gramov (2).

Ko imate vse glukoze, ki jih vaše telo potrebuje in so zaloge glikogena v vašem telesu največje, lahko vaše telo odvečne ogljikove hidrate pretvori v molekule trigliceridov in jih shrani v obliki maščobe.

Vaše telo lahko pretvori odvečne ogljikove hidrate v rezerve energije v obliki glikogena. Nekaj ​​sto gramov lahko shranite v jetrih in mišicah..

Ogljikovi hidrati pomagajo vzdrževati mišice

Shranjevanje glikogena je le eden od več načinov, kako lahko vaše telo poskrbi, da ima dovolj glukoze za vse svoje funkcije..

Kadar glukoza iz ogljikovih hidratov ni dovolj, se lahko mišice razgradijo tudi na aminokisline in se spremenijo v glukozo ali druge spojine za ustvarjanje energije.

Očitno to ni idealen scenarij, saj so mišične celice ključne za gibanje telesa. Resna izguba mišic je bila povezana s slabim zdravjem in povečanim tveganjem smrti (3).

Kljub temu je to eden od načinov, kako telo možganom zagotavlja dovolj energije, kar zahteva pretvorbo določene ravni glukoze v energijo tudi v obdobjih dolgotrajnega posta..

Uživanje vsaj majhne količine ogljikovih hidratov iz hrane je eden od načinov za preprečevanje izgube mišične mase, povezane s postom. Ti ogljikovi hidrati zmanjšujejo razgradnjo mišic in možganom zagotavljajo glukozo kot energijo (4).

O drugih načinih, kako lahko telo ohrani vitko mišično maso, bomo razpravljali pozneje v tem članku..

V obdobjih na tešče, ko ogljikovih hidratov ni na voljo, lahko telo pretvori aminokisline iz mišic v glukozo in tako možganom zagotovi energijo. Uživanje vsaj nekaj ogljikovih hidratov lahko v tem scenariju prepreči razpad mišic..

Ogljikovi hidrati spodbujajo prebavo

Za razliko od sladkorja in škroba se vlaknine ne razgradijo na glukozo..

Namesto tega ta vrsta ogljikovih hidratov prehaja skozi telo neprebavljeno. Vlaknine lahko razdelimo na dve glavni vrsti prehranskih vlaknin: topne in netopne..

Topne vlaknine najdemo v ovsu, stročnicah in notranjosti sadja in nekatere zelenjave. Prehod skozi prebavila absorbira vodo in tvori gel podobno snov. To poveča volumen vašega blata in jih zmehča ter s tem olajša delo črevesja.

V pregledu štirih nadzorovanih študij so ugotovili, da topne vlaknine izboljšujejo konsistenco blata in povečujejo gibanje črevesja pri bolnikih z zaprtjem. Poleg tega zmanjšuje stres in bolečine, povezane z gibanjem črevesja (5).

Po drugi strani netopna vlaknina pomaga ublažiti zaprtje, tako da dodate volumen vašim izmetom in povzroči, da se malo hitreje premikajo po prebavnem traktu. Ta vrsta vlaknin najdemo v polnozrnatih žitaricah, lupinah in semenih sadja in zelenjave..

Pridobivanje dovolj netopnih vlaknin lahko zaščiti tudi pred boleznimi prebavil.

Ena opazovalna študija, v kateri je sodelovalo več kot 40.000 moških, je pokazala, da je bila višja raven vnosa netopnih vlaknin povezana s 37-odstotnim zmanjšanjem tveganja za nastanek divertikularne bolezni - bolezni, pri kateri se v črevesju zaradi stresa med gibanjem črevesa tvorijo vreče (6).

Vlakna so vrsta ogljikovih hidratov, ki pospešujejo dobro prebavo z lajšanjem zaprtja in zmanjšanjem tveganja za nastanek bolezni prebavil.

Ogljikovi hidrati vplivajo na zdravje srca in sladkorno bolezen

Seveda je uživanje prevelikih količin rafiniranih ogljikovih hidratov slabo za vaše srce in lahko poveča tveganje za nastanek sladkorne bolezni..

Vendar pa uživanje veliko vlaknin lahko koristi vašemu srcu in krvnemu sladkorju (7, 8, 9).

Ko topna vlaknina prehaja skozi tanko črevo, se veže na žolčne kisline in prepreči njihovo reabsorpcijo. Za proizvodnjo več žolčnih kislin jetra porabljajo holesterol, ki bi bil sicer v krvi.

Nadzorovane študije kažejo, da lahko dnevni vnos 10,2 g topnih vlaknin - psylliuma - zniža holesterol LDL za 7% (10).

Poleg tega je pregled 22 opazovalnih študij pokazal, da je tveganje za nastanek srčno-žilnih bolezni 9% manjše z dodatnim vnosom 7 g vlaknin na dan (11).

Poleg tega vlaknine ne zvišujejo krvnega sladkorja kot drugi ogljikovi hidrati. V resnici topne vlaknine pomagajo upočasniti absorpcijo ogljikovih hidratov v prebavnem traktu. To lahko povzroči znižanje krvnega sladkorja po jedi (12).

Pregled 35 študij je pokazal znatno zmanjšanje krvnega sladkorja na tešče, ko so udeleženci vsak dan jemali topne vlaknine. Znižali so tudi A1c, molekulo, ki kaže povprečni krvni sladkor v zadnjih treh mesecih (13).

Čeprav vlaknine znižujejo krvni sladkor pri ljudeh s prediabetesom, ima najmočnejši učinek pri ljudeh s sladkorno boleznijo tipa 2 (13).

Prekomerno rafinirani ogljikovi hidrati lahko povečajo tveganje za nastanek srčno-žilnih bolezni in sladkorne bolezni. Vlakna so vrsta ogljikovih hidratov, ki so povezana z zniževanjem slabega holesterola LDL, zmanjšanjem tveganja za nastanek srčno-žilnih bolezni in boljšim nadzorom ravni krvnega sladkorja.

Ali za te funkcije potrebujete ogljikove hidrate??

Kot lahko vidite, ogljikovi hidrati igrajo vlogo v več pomembnih procesih. Vendar pa ima vaše telo alternativne načine za izvajanje številnih teh nalog brez ogljikovih hidratov..

Skoraj vsaka celica v telesu lahko proizvede molekulo ATP iz maščobe. Pravzaprav največja oblika shranjene energije v telesu ni glikogen - to so molekule trigliceridov, ki so shranjene v maščobnem tkivu.

Večino časa možgani skoraj izključno uporabljajo energijo kot vir energije. Vendar pa med dolgotrajnim postom ali dietami z zelo malo ogljikovih hidratov možgani svoj glavni vir energije prenašajo iz glukoze v ketonska telesa, znana tudi kot ketoni.

Ketoni so molekule, ki nastanejo pri razpadu maščobnih kislin. Kadar ogljikovi hidrati niso na voljo, vaše telo ustvari ketone, da telesu zagotovi energijo, potrebno za njegovo delovanje..

Ko telo proizvede veliko število ketonov, ki jih uporablja kot energijo, pride do stanja, ki se imenuje ketoza. To stanje ni nujno škodljivo in se zelo razlikuje od zapleta nenadzorovane sladkorne bolezni, znane kot ketoacidoza..

Z uporabo ketonov namesto glukoze za energijo možgani znatno zmanjšajo količino razcepljenih mišic. Ta premik je vitalna metoda preživetja, ki ljudem omogoča, da živijo brez hrane več tednov..

Kljub temu, da so ketoni glavni vir energije za možgane med postom, možgani še vedno potrebujejo približno tretjino svoje energije za proizvodnjo glukoze iz razcepljenih mišic in drugih virov v telesu (14).

Obstajajo alternativni načini za zagotavljanje energije in vzdrževanje mišic med postom ali zelo nizko ogljikovimi dietami..

Biološka vloga in delovanje ogljikovih hidratov v telesu

Ogljikovi hidrati skupaj z beljakovinami, lipidi in nukleinskimi kislinami

so del živih organizmov in določajo posebnosti njihove strukture in delovanja. Ogljikovi hidrati predstavljajo približno 75% prehranske mase in več kot 50% dnevne količine potrebnih kalorij. Ogljikovi hidrati so dobavitelji energije in igrajo strukturno vlogo. Iz ogljikovih hidratov v procesu presnove nastajajo snovi, ki služijo kot začetni substrati za sintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov.

Dnevna zahteva - 500 gramov.

Ogljikovi hidrati v telesu opravljajo naslednje funkcije.

1. Energija Ogljikovi hidrati so glavni vir energije v telesu. Ti predstavljajo več kot 60% vse energije, ki jo človek potrebuje. Glavno gorivo za možganske celice, rdeče krvne celice je glukoza. Razpad 1 g ogljikovih hidratov proizvede 4,1 kcal ali 17,6 kJ energije.

2. Rezerva Ogljikovi hidrati se hranijo v rastlinah v obliki škroba in v telesu v obliki glikogena. Glikogen se odlaga v citoplazmi jetrnih in mišičnih celic in se porabi po potrebi..

3. Plastična (strukturna) Ogljikovi hidrati tvorijo različne organe in tkiva: glikoproteini - kolagen; receptorski proteini; glikokaliks. beljakovine, ki določajo krvno skupino; dejavniki strjevanja krvi; encimi, hormoni; glikozaminoglikani in drugi;

Ogljikovi hidrati (riboza, deoksiriboza) so del nukleinskih kislin, prostih mononukleotidov (ATP, GTP, cAMP itd.), Koencimov (NAD, NADP, FAD);

4. Regulativni. Vlakna zaradi svoje grobe vlaknaste strukture povečujejo črevesno gibljivost, spodbujajo nastajanje zalege.

5. Specifična funkcija. Ogljikovi hidrati določajo specifičnost krvnih skupin, tvorijo koagulacijske faktorje; encimi, hormoni; glikozaminoglikani in drugi;

6. Zaščitna funkcija. Vključeno v imunoglobuline, interferon, mucine, fibrinogen, glikozaminoglikane itd..

7. Razstrupljanje: Ogljikovi hidrati so del FAFS (fosfoadenozin fosfosulfata) in UDFGK (uridin difosfoglukuronska kislina).

Prebava in absorpcija ogljikovih hidratov.

Presnova ogljikovih hidratov igra pomembno vlogo v življenju telesa. Katabolizem ogljikovih hidratov na eni strani spremlja sproščanje energije, ki jo lahko naberemo v makroergičnih vezjih ATP in jo v prihodnosti uporabimo za sintezo potrebnih molekularnih komponent celice in opravljanje različnih vrst dela, po drugi strani pa nastali presnovki služijo kot izhodni material za nastanek biološko pomembnih spojin, kot npr. kot aminokisline, lipidi, nukleotidi. Glavni prehranski ogljikovi hidrati so škrob in disaharidi. Za odrasle je dnevna potreba po ogljikovih hidratih 400-600 g, za otroke 12 g / kg.

Ko se v prebavnem traktu ogljikovi hidrati pod delovanjem encimov razgradijo na monosaharide in jih absorbirajo epitelijske celice jejunuma in ileuma z uporabo posebnih transportnih mehanizmov skozi membrane teh celic (z olajšano difuzijo in aktivnim transportom).

V ustni votlini se hrana med žvečenjem zdrobi, navlaži s slino, katere pH je 6,8. Pod vplivom sline α-amilaze (endoamilaza) se v škrobu cepijo α-1,4-glikozidne vezi. A-1,6-glikozidne vezi v škrobu ne cepi, zato se škrob prebavi le delno z nastankom velikih fragmentov - dekstrinov in majhne količine maltoze. α-amilaza ne hidrolizira glikozidnih vezi v disaharidih.

V želodcu se delovanje sline amilaze ustavi, ker PH vrednosti želodčnega soka je 1,5-2,5. Toda znotraj grudice hrane lahko aktivnost amilaze vztraja nekaj časa, dokler se pH ne spremeni v kislo stran.

Črevesne encime predstavljajo α-glikozidaze in β-glikozidaze, ki izvajajo parietalno prebavo ogljikovih hidratov. Glavni črevesni encimi so: maltaza (razgradi 1,4-alfa-glikozidne vezi v disaharidu maltoze), izomaltaza (razgradi 1,6-glikozidne vezi v škrobu), saharoza (cepi 1, 2-α, β glikozidne vezi v saharoznem disaharidu), laktaza (cepi 1,4-β-glikozidne vezi v laktoznem disaharidu), heterogalaktozidaza - cepi glikozidne vezi mešanih oligosaharidov.

V dvanajstniku je pH 7,5-8,0. Α-amilaza trebušne slinavke vstopi v črevo iz trebušne slinavke. Ta encim je tudi endoglikozidaza, ker cepi α-1,4-glikozidne vezi v škrobu in dekstrinih. Produkti prebave: oligosaharidi, ki vsebujejo 3-8 ostankov glukoze, maltoze, izomaltoze - disaharida, sestavljenega iz 2 molekul α-D-glukoze, povezanih z α-1,6-glikozidno vezjo. Njihovo nadaljnje cepljenje se pojavi v spodnjih delih tankega črevesa pod vplivom fermentov - maltaze, izomaltaze. Disakharidi hrane saharoza in laktoza se v tankem črevesju razgradijo tudi s saharozo in laktazo (prebavna prebava).

Proces prebave se konča na površini epitelijskih celic črevesja (membrana, parietalna prebava). Epitelijske celice so prekrite z mikrovilli, nad katerimi je vlaknasta mreža - glikokaliks (glikoprotein). Vsebuje encime, ki hidrolizirajo maltozo, saharozo, laktozo, ki se v črevesni votlini ne cepijo.

Hitrost absorpcije monosaharidov je različna, glukoza in galaktoza se absorbirata hitreje kot drugi monosaharidi. Transport monosaharidov v celici črevesne sluznice lahko poteka na različne načine: z olajšano difuzijo in aktivnim transportom. Z visoko koncentracijo glukoze v črevesnem lumnu se z olajšano difuzijo prenaša v celico. Pri nizki koncentraciji - glukoza se absorbira z aktivnim transportom.

Mehanizem aktivnega transporta Glukoza in Na + kationi se kombinirajo z različnimi deli nosilnega proteina. V tem primeru Na + vstopi v celico glede na koncentracijski gradient in glukoza se hkrati transportira proti koncentracijskemu gradientu. Večji kot je gradient Na +, večji je pretok glukoze v enterocite. Če se koncentracija Na + zmanjša, se transport glukoze zmanjša. Prosta energija, potrebna za aktivni transport, nastane zaradi hidrolize ATP, povezane z natrijevo črpalko, ki odstranjuje Na + iz celice v zameno za K +. Glukoza se kombinira z drugim proteinskim nosilcem in se absorbira v krvni obtok z lažjo difuzijo..

Datum dodajanja: 2018-02-28; ogledov: 683;

Katere funkcije opravljajo ogljikovi hidrati?

Ogljikovi hidrati so eden najpomembnejših in najpogostejših razred organskih spojin na planetu. Vlogo ogljikovih hidratov kot celote lahko opišemo kot nekakšen most med organskimi in anorganskimi spojinami. Če pomislimo na vlogo ogljikovih hidratov v življenju človeka, bi morali izpostaviti njihovo sodelovanje pri uravnavanju biokemičnih procesov v telesu, ki prispevajo k kopičenju in sproščanju energije, pa tudi velik vpliv na strukturo in plastičnost živih celic.

Vpliv ogljikovih hidratov na delovanje in normalizacijo vseh vitalnih procesov človeškega telesa je velik. Najpomembnejša vloga ogljikovih hidratov v telesu je normalizacija presnove beljakovin in maščob. V kombinaciji z beljakovinami, ogljikovimi hidrati tvorijo spojine, hormone in encime, ki so pomembni za človekovo življenje, poleg tega pa sodelujejo tudi v sekretornih tvorbah žlez - med sproščanjem sline, želodčnega soka in drugih stvari.

Glavni viri ogljikovih hidratov so rastlinski proizvodi. Ogljikovi hidrati, kot so pektin, vlaknine in škrob, so kompleksni ogljikovi hidrati - polisaharidi. Vlakna morajo biti prisotna v prehrani ljudi, saj prispevajo k normalnemu delovanju črevesja in prispevajo k razvoju pomembnih in koristnih bakterij v črevesnem okolju. Pektin je zelo pomemben pri odstranjevanju škodljivih snovi iz telesa, saj spodbuja tudi prebavo ljudi..

Kar zadeva škrob, telo ta absorpcijski ogljikov hidrat dolgo časa absorbira, med tem pa ga predela v monosaharozo - glukozo. Lahko jo imenujemo vir energije z dolgotrajnim delovanjem..

Z razpadom in predelavo ogljikovih hidratov se sprožijo procesi, ki sproščajo energijo, potrebno za vzdrževanje normalnega delovanja telesa kot celote. Pri predelavi enega grama ogljikovih hidratov nastane do 4,1 kcal.

Monosaharidi ali preprosti ogljikovi hidrati so sestavljeni iz ene same molekule sladkorja, so trdna kristalna snov, lahko se raztopijo v vodi in imajo sladek okus. Monosaharidi so lahko del kompleksnejših ogljikovih hidratov. Hidroliza ali raztapljanje kompleksne snovi z vodo kompleksnih ogljikovih hidratov vodi v njihovo razgradnjo v enostavnejše ogljikove hidrate - monosaharide. Toda monosaharidi niso podvrženi razpadu, ker so sami najpreprostejša snov.

Monosaharidi vključujejo glukozo, galaktozo in fruktozo - najpomembnejše monosaharide za človeško telo. Ko se kompleksni ogljikovi hidrati razgradijo, vstopijo v krvni obtok in zahvaljujoč njemu vstopijo v vse človeške organe, zlasti jetra.

Fruktoza je tako imenovani sadni sladkor, ki ga najdemo v sadnem sadju in medu. Za razliko od glukoze je fruktoza dvakrat slajša in veliko počasneje se absorbira v kri.

Čista galaktoza v naravi ni. Ta monosaharid v paru z glukozo tvori mlečni sladkor - laktozo. Laktoza nastaja v mlečnih maščobah živalskega izvora iz glukoze v krvi med dojenjem.

Ko se v jetrih fruktoza in galaktoza podvržeta kemičnim transformacijam in se tako pretvorijo v glukozo.

Kar zadeva glukozo, je to najpomembnejši monosaharid, potreben za normalno delovanje človeškega telesa..

Glavna funkcija je energija

Glavni vir energije za celice človeškega telesa je glukoza - preprosta vrsta ogljikovih hidratov. Povprečna glukoza v krvi je 0,6-1,1 g na liter. Živila, bogata z ogljikovimi hidrati, omogočajo telesu, da prejme več kot 60% potrebnega energijskega vira za normalno delovanje vseh organov.

V izdelkih in že pripravljenih obrokih so ogljikovi hidrati predstavljeni v obliki kompleksnih spojin - polisaharidi rastlinskega ali živalskega izvora. In pridejo v želodec, se razdelijo na preproste spojine - monosaharide. V telesu glukoza predstavlja 80% vseh monosaharidov..

Energija, ki nastane med predelavo glukoze, omogoča normalno delovanje na celični ravni možganskega in mišičnega tkiva, zlasti v obdobjih močnega stresa. Glukoza je pomembna za možgane, saj njene celice ne morejo samostojno sintetizirati energije iz snovi, ki prihajajo iz krvi.

Potrebno je natančno spremljati raven glukoze v telesu. Z aktivnim življenjskim slogom ali dovolj resnim duševnim stresom morate povečati vnos ogljikovih hidratov, da telesu zagotovite potrebno zalogo glukoze. Močno znižanje ali zvišanje ravni glukoze lahko povzroči precej resne posledice..

Z močnim znižanjem ravni glukoze začnejo možgani doživljati lakoto, kar lahko privede do omedlevice, kome in včasih smrti. Če je padec glukoze v krvi postopen proces - na primer po dieti, potem pomanjkanje energije negativno vpliva ne le na fizično, ampak tudi na duševno stanje osebe. Premaga ga apatija ali depresija, v mišicah se pojavi šibkost in vsak fizični stres je težko izvesti. Duševna aktivnost se upočasni in človek pahne v nekakšno zavirano stanje.

Presežek glukoze vodi do bolezni, kot je diabetes. Poleg tega preveč glukoze v krvi vodi do motenega delovanja ledvic. Začnejo intenzivno odstranjevati vodo iz telesa, zato človek doživi intenzivno žejo ali dehidracijo. To je eden od simptomov diabetesa..

Poleg tega prekomerna glukoza v krvi vodi do aktiviranja procesov za kopičenje maščobe v telesu. Tako presežek ogljikovih hidratov v prehrani prispeva k nastanku maščobnih oblog, kar bo negativno vplivalo tako zunaj - na figuro, kot tudi notranje - na zdravstveno stanje na splošno.

Zato je zelo pomembno vzdrževati ravnovesje v vnosu ogljikovih hidratov. Z aktivnim življenjskim slogom, resnimi fizičnimi napori ali dolgimi miselnimi procesi morate zaužiti več hrane, ki vsebuje hitro prebavljive ogljikove hidrate. Takšni izdelki vključujejo pecivo iz kruha, bele moke, sladkarij in čokolade, žitaric, alkoholnih pijač.

Če človek vodi manj aktiven ali pasiven življenjski slog, se malo giblje in je telesna aktivnost zmanjšana na minimum, potem naj prehrana prevladuje v prehrani s počasnimi absorpcijskimi ogljikovimi hidrati. Takrat telo ne bo prenasičeno z energijo, temveč bo delovalo enakomerno. V nasprotnem primeru bo njegov presežek negativno vplival na splošno stanje telesa, delovanje živčnega sistema in možganov bo moteno, začela se bo proizvodnja večjega števila hormonov in encimov, ki prispevajo k "shranjevanju" maščob v tkivih.

Zaščitne funkcije

Celična membrana in znotrajcelične tvorbe vsebujejo tudi ogljikove hidrate ali njihove derivate. Zato ogljikovi hidrati poleg tega, da telo napolnijo z energijo, prispevajo tudi k sintezi številnih pomembnih snovi, encimov, aminokislin in lipidov. Ta lastnost ogljikovih hidratov pomaga krepiti človeški imunski sistem, ščiti telo pred patogenimi bakterijami in virusi. In nekateri polisaharidi glukoze so osnova človeških dlak, hrustanca in ligamentov.

Večinoma vse izločke izločanja iz telesa, zlasti prebavil, vsebujejo veliko količino ogljikovih hidratov in derivatov. Zato je še ena pomembna funkcija ogljikovih hidratov v telesu sposobnost aktiviranja in sodelovanja v procesih za zaščito sten požiralnika, črevesja in želodca, pa tudi drugih votlih organov pred prodiranjem patogenih in škodljivih bakterij in virusov, mehanskih poškodb.

Regulacijske funkcije

Za normalno delovanje črevesja telo potrebuje vlaknine. To je kompleksen polisaharid, ki se v vodi ne raztopi in ni mogel fermentacije v človeškem prebavilih. Hkrati je večina hrane, ki jo človek zaužije, nasičen z vlakninami. Struktura tega polisaharida je precej groba, med njegovo predelavo pa se pojavijo mehanske draženja sluznice želodca in črevesja. Takšno draženje vodi v valovito krčenje sten črevesja in želodca, človek pa ima občutek sitosti. Tako so vlaknine nekakšno čistilo, saj pomagajo očistiti črevesne stene od žlindre in drugih usedlin.

Druge funkcije

Druga funkcija ogljikovih hidratov je plastična funkcija. Ogljikovi hidrati se pri zaužitju s hrano ne le razgradijo in so glavni vzrok za nastanek glukoze. Glikogen se nanaša na preproste ogljikove hidrate živalskega tipa in je neke vrste shranjevanje glukoze. Ta ogljikov hidrat se odlaga v tkivih telesa in tako ustvarja rezervo energije.

Poleg tega so ogljikovi hidrati del zapletenih molekul, kot sta deoksiriboza in rizobija. Zaradi tega ogljikovi hidrati sodelujejo pri gradnji DNK, RNK in ATP.

Osmotski krvni tlak je v veliki meri odvisen od koncentracije glukoze v krvi. To je tlak, pri katerem pride do normalne izmenjave med medcelično tekočino in tistim, ki se nahaja za celično membrano. V normalnem stanju pride do pritiska na celično membrano do te mere, da je celica v normalni obliki - ni skrčena ali otekla. Pod normalnim osmotskim tlakom je koncentracija glukoze približno 100 mg na odstotek glukoze. Tako ogljikovi hidrati opravljajo regulativno funkcijo.

Ena od vrst polisaharidov so oligosaharidi. Ta ogljikov hidrat vsebuje monosaharidne ostanke in je del recepcijskega (receptorjskega) dela celice ali molekule liganda. To vrsto ogljikovih hidratov imenujemo receptor.

Vse o ogljikovih hidratih: vrste, pomen, viri in funkcije ogljikovih hidratov v človeškem telesu

Na voljo in podrobno o tem, kaj so ogljikovi hidrati, njihove vrste, glikemični indeks, prebava, vlaknine, glukoza in odnos med kopičenjem maščob v telesu in telesno aktivnostjo.

Ogljikovi hidrati so ključni vir energije v človeškem telesu, le 1 gram teh ima 4 kalorije energije. Z razgradnjo ogljikovih hidratov se v telesu tvori glukoza, ki je izredno pomembna za ohranjanje tkivnih beljakovin, presnovo maščob in prehrano centralnega živčnega sistema.

Glavni razlog, zakaj so v človeškem telesu potrebni ogljikovi hidrati, je oskrba telesa z energijo, da ohrani vse svoje funkcije in polno življenje.

Ločimo naslednje vrste ogljikovih hidratov - preproste in zapletene; da bi to vprašanje bolje razumeli, ga morate pogledati z znanstvenega vidika.

Vrste ogljikovih hidratov

Razmislite, kaj so ogljikovi hidrati, v katere skupine so razdeljene in kako so razvrščene..

Enostavno:

Monosaharidi: ki vključujejo glukozo (znano tudi kot dekstroza), fruktozo (znano tudi kot levuloza ali sadni sladkor) in galaktozo.

Disaharidi: ki vključujejo saharozo, laktozo in maltozo.

Preprosti ogljikovi hidrati ali sladkorji lahko povzročijo močno povečanje krvnega sladkorja in s tem spodbudijo presežek proizvodnje inzulina, kar posledično izzove močno znižanje krvnega sladkorja. Glukoza in maltoza sta lastnika najvišjih glikemičnih indeksov (glejte spodaj).

Kompleks:

Oligosaharidi: (delno prebavljivi polisaharidi) vključujejo maltodekstrine, fruktooligosaharide, rafinozo, stahizo in verbaskozo. Ti delno prebavljivi polisaharidi najdemo predvsem v stročnicah, in čeprav lahko povzročijo pline in napihnjenost, veljajo za zdrave ogljikove hidrate. So manj sladki kot mono- ali disaharidi. Rafininoza, stahijoza in fruktooligosaharidi najdemo v majhnih količinah v nekaterih stročnicah, zrnih in zelenjavi.

Polisaharidi: (lahko prebavljivi in ​​neprebavljivi polisaharidi). Polimeri amiloze, amilopektina in glukoze so lahko prebavljivi polisaharidi. Ti zapleteni ogljikovi hidrati naj bi bili glavni vir energije ogljikovih hidratov. Glukozni polimeri so pridobljeni iz škroba in se pogosto uporabljajo v športnih pijačah in energijskih gelih za športnike..

Neprebavljivi polisaharidi: Ti zapleteni ogljikovi hidrati telesu zagotavljajo prehranske vlaknine, ki so potrebne za zdravo delovanje prebavil in odpornost na bolezni.

Drugi zapleteni ogljikovi hidrati: vključujejo manitol, sorbitol, ksilitol, glikogen, ribozo. Manitol, sorbitol in ksilitol (sladkorni alkoholi) so hranilna sladila, ki ne povzročajo kariesa, zaradi lastnosti zadrževanja vlage in stabilizacijskih lastnosti, ki jih pogosto uporabljajo v živilskih izdelkih; vendar se počasi prebavljajo in, če jih zaužijemo v večjih količinah, povzročajo prebavne motnje. Glavna oblika kopičenja ogljikovih hidratov pri živalih je glikogen; riboza pa je del genetskega koda.

Prebava in asimilacija ogljikovih hidratov

Da bi telo dobilo glukozo iz hrane, mora prebavni sistem škrob in disaharide, ki jih vsebuje hrana, najprej pretvoriti v monosaharide, ki se lahko absorbirajo skozi celice, ki obložijo tanko črevo. Škrob ima v lasti največjo od prebavljivih molekul ogljikovih hidratov in prav ona je potrebna najglobljega cepitve. Na primer, da bi disaharide razdelili le enkrat, da jih telo prisvoji.

Vlakna, škrob, monosaharidi in disaharidi vstopijo v črevesje. (Nekateri škrobi, preden vstopijo v tanko črevo, se delno razgradijo z encimi, ki jih izločajo žleze slinavk). Encimi trebušne slinavke pretvarjajo škrob v disaharide. Encimi na površini celic črevesne stene razgradijo disaharide v monosaharide, ki vstopijo v kapilaro, od koder se nato po portalni veni dostavijo v jetra. To pa pretvori galaktozo in fruktozo v glukozo.

Kopičenje glikogena v glukozi

Presnova ogljikovih hidratov v telesu poteka na naslednji način. Ko smo nekaj pojedli, se raven glukoze v krvi dvigne in trebušna slinavka reagira najprej. Sprošča hormon inzulin, ki telesnim tkivom signalizira, da absorbirajo odvečno glukozo. Del te glukoze mišične in jetrne celice uporabljajo za gradnjo polisaharida glikogena..

Mišice shranijo 2/3 celotnega glikogena v telesu in ga uporabljajo za zagotavljanje lastne prehrane med vadbo. Preostala 1/3 nabira jetra in je bolj velikodušna pri razporejanju; ko se energija izčrpa, deli možganov glikogen v obliki glukoze v krvi z možgani in drugimi organi.

Ko koncentracija glukoze v krvi pade in celice potrebujejo energijo, pretok krvi preplavijo hormoni trebušne slinavke, glukagoni. Na tisoče encimov v jetrnih celicah sprošča glukozo v krvni obtok, da nahrani preostale telesne celice. Podoben učinek ima še en hormon, adrenalin, ki je del obrambnega mehanizma telesa med nevarnostjo (reakcija "udarci ali beži").

Čeprav se glukoza lahko spremeni v maščobo, telesne maščobe nikoli ne moremo spremeniti nazaj v glukozo in zagotoviti normalno prehrano možganov. To je eden od razlogov, zakaj je lakota ali dieta z malo ogljikovih hidratov lahko nevarna..

Z resnim pomanjkanjem ogljikovih hidratov ima telo takoj dve težavi. Najprej ga zaradi pomanjkanja glukoze sili iz beljakovin in jih tako odvrne od tako vitalnega dela, kot je vzdrževanje imunske obrambe. Funkcije beljakovin v telesu so tako nepogrešljive, da bi se v izogib njihovi uporabi za energijo že splačalo vzdrževati raven ogljikovih hidratov; temu pravimo delovanje ogljikovih hidratov, ki prihrani beljakovine.

Prav tako telo brez zadostne količine ogljikovih hidratov ne more normalno razpolagati z maščobnimi zalogami. (Delci maščob se morajo kombinirati z ogljikovimi hidrati, preden jih lahko uporabimo za proizvodnjo energije). Najmanjša količina ogljikovih hidratov, potrebna za popolno zaščito beljakovin in preprečevanje ketoze za osebo povprečnega telesnega telesa, je približno 100 g / dan. In bolje je, če so lahko prebavljivi ogljikovi hidrati v količini 3-4 krat višji od tega minimuma.

Vloga glikogena pri telesni aktivnosti

Glikogen se hrani z vodo v razmerju 1 g ogljikovih hidratov in 3 g vode. Med vadbo se razgradi na glukozo, ki skupaj z maščobo oskrbuje mišice z energijo.

Med kratkotrajnimi visoko intenzivnimi obremenitvami (anaerobnimi) med sprintanjem ali dvigovanjem uteži je ostra potreba po ogromni količini energije. V teh primerih je glikogen glavno gorivo za telo, saj le tako lahko razgradimo dovolj hitro, maščobe se porabijo v majhnih količinah..

Med daljšimi (aerobnimi) vajami z nizko intenzivnostjo, kot so kolesarjenje, plavanje ali tek na dolge razdalje, glikogen deluje tudi kot glavni vir energije, a ker njegova oskrba primanjkuje, porabimo več maščobe. Maščoba se ne razgradi dovolj hitro, da bi lahko nenehno zadovoljila visoke porabe energije, zato je sposobnost telesa, da prenese dolgotrajen stres, povezana z njegovimi zalogami glikogena. Utrujenost pri delujočih mišicah je znak utrujenosti..

Visoka raven glikogena na začetku vadbe lahko ublaži hitro utrujenost. Tako količina ogljikovih hidratov, ki se uporabljajo v hrani, določa količino shranjenega glikogena, kar posledično pomembno vpliva na našo produktivnost. Ko pojemo nekaj takega, kot je sadje, žitarice ali kruh, glukoza hitro vstopi v krvni obtok, pripravljena takoj zagotoviti energijo, ki jo potrebuje, možgane, mišice ali druga telesna tkiva.

Dieta z malo ogljikovimi hidrati je manj učinkovita pri obnavljanju zalog glikogena v telesu. Njegovo puščanje je še posebej akutno, če med vadbo ni premora. To lahko povzroči občutek letargije in izgubo zanimanja za pouk. V tem primeru je potrebno vzeti nekaj dni premora, da lahko telo napolni svoje vire.

Trgovine z glikogenom posodabljamo z uživanjem večjih količin hrane z ogljikovimi hidrati. Dober vir ogljikovih hidratov so:

  • banane
  • kruh;
  • žita;
  • krompir;
  • riž;
  • testenine.

Z dajanjem prednosti celotnim različicam teh izdelkov povečate tudi količino prehranskih vlaknin (vlaknin) v svoji prehrani. Po treningu morate napolniti rezerve glikogena, sicer preprosto ne bo mogoče izvesti naslednjega treninga v največji možni meri. To lahko traja do 48 ur, če sledite dieti z malo ogljikovih hidratov, pa še več. Zato je priporočljivo, da izmenično izvajate težje in lažje vadbe, da boste lahko pravilno obnovili zaloge mišičnega glikogena..

Preoblikovanje glukoze v maščobo

Ko smo lačni, se nagibamo k prenajedanju. Ko so zadovoljene vse potrebe celic, energetske potrebe in rezerve glikogena, začne telo uporabljati drugačen pristop k predelavi dohodnih ogljikovih hidratov: odvečno glukozo razgradi s pomočjo jeter na majhne drobce in jih nato združi v bolj stabilno shranjevanje energije, znano kot FAT (z presežek beljakovin in maščob se zgodi isto).

Maščobe se nato sprostijo v krvni obtok, kar jih dostavi v maščobno tkivo, kjer ostanejo v skladišču. Za razliko od jetrnih celic, ki lahko hranijo glikogen 4-6 ur, lahko maščobne celice shranijo neomejeno količino maščobe. Čeprav se odvečni ogljikovi hidrati pretvorijo v maščobe in se naberejo v telesu, uravnotežena prehrana z veliko vsebnostjo kompleksnih ogljikovih hidratov pomaga uravnavati težo in vitko mišično tkivo. Ogljikohidratna hrana je manj ugodna za polnost kot običajna maščobna hrana..

Glikemični indeks

Bistvo sistema glikemičnega indeksa (GI) je, da nekatera živila povečajo raven glukoze v krvi in ​​inzulina bolj kot druga. Znanstveniki merijo glikemični učinek hrane tako, da spremljajo, kako hitro in hitro je raven glukoze v krvi naraščala in po koliko časa je telo reagiralo in ga vrnilo na normalno raven..

Večina ljudi se je sposobna hitro prilagoditi, toda pri tistih, katerih presnova ogljikovih hidratov odstopa od norme, lahko opazimo izjemno visoke skoke ravni glukoze v krvi. V takih primerih je bolje dati prednost hrani z nizkim GI, kot so:

  • rjavi riž;
  • polnozrnat kruh;
  • testenine iz trde pšenice;
  • sladki krompir;
  • nekaj zelenjave, predvsem zelene;
  • nekaj sadja.

GI je rezultat kombinacije številnih dejavnikov in rezultat še zdaleč ni tako predvidljiv. Na primer, GI sladoleda je nižji kot pri krompirju; pri istem krompirju se GI razlikuje glede na način kuhanja - pri pečenem krompirju je nižji kot pri pireju; nizek glikemični indeks v sočnih sladkih jabolkah; Znano je, da suhe stročnice vseh vrst zagotavljajo stabilno raven glukoze v krvi.

Pomembno je tudi, da se izdelki GI razlikujejo glede na to, ali so ločeni ali v kombinaciji z drugimi živili. Mešanje hrane v hrano običajno uravnovesi njihov GI. Večina ljudi jedo raznovrstno hrano, zato jim GI pri izbiri hrane ni treba skrbeti..

Tabela glikemičnega indeksa izdelka:

Indeks glikemičnega sadjaGlikemični indeks testeninGlikemični indeks kruha in pekovskih izdelkov
Apple 38
Banana 55
Cantaloupe 65
Češnja 22
Grenivke 25
Grozdje 46
Kivi 52
Mango 55
Oranžna 44
Papaja 58
Hruška 38
Ananas 66
Sliva 39
Lubenica 103
Špageti 43
Ravioli (z mesom) 39
Fettuccine (z jajcem) 32
Rogovi 43
Capellini 45
Linguini 46
Testenine 47
Riževi rezanci 58
Bagel l 72
Borovničev muffin 59
Rogljiček 67
Krof 76
Pita 57
Borodinski kruh 51
Rženi kruh 76
Pečen kruh 52
Biskvit 46
Vaflji 76
Beli kruh 70
Polnozrnat pšenični kruh 69
Glikemični indeks zelenjaveGlikemični indeks prigrizkovGlikemični indeks piškotov in krekerjev
Pese 69
Brokoli 10
Zelje 10
Korenček 49
Koruza 55
Zeleni grah 48
Solata 10
Gobe ​​10
Lok 10
Peteršilj 97
Krompir (pečen) 93
Pire krompir (v prahu) 86
Novi krompir 62
Pomfrit 75
Rdeča paprika 10
Buča 75
Sladki krompir 54
Cashew 22
Čokoladnica 49
Koruzni čips 72
Jelly fižol 80
Arašidi 14
Kokice 55
Krompirjev čips 55
Pretlaci 83
Superge 41
Orehi 15
Graham krekerji 74
Kruhovi zvitki 71
Sladki krekerji 70
Ovseni piškoti 55
Riževe torte 82
Rženi kruh 69
Slani kreker 74
Piškotki s kratko peko 64
Indeks glikemičnega fižolaGlikemični indeks mlečnih izdelkovIndeks glikemičnega sladkorja
Pečen fižol 48
Zeleni fižol 79
Dolgi beli fižol 31
Čičerika 33
Leča 30
Lima fižol 32
Turški fižol 38
Pinto fižol 39
Rdeči fižol 27
Soja 18
Beli fižol 31
Polnomastno mleko 22
Posneto mleko 32
Čokoladno mleko 34
Sladoled 61
Sladoled (nemastni) 50
Jogurt z nizko vsebnostjo maščob 33
Fruktoza 23
Glukoza 100
Med 58
Laktoza 46
Maltoza 105
Saharoza 65
Glikemični indeks žitGlikemični indeks žit za zajtrk
Ajda 54
Bulgur 48
Riž Basmati 58
Rjavi riž 55
Dolgozrnat beli riž 56
Okrogli bel riž 72
Instant Vermicelli 46
Večzrnata žita 51
Rženi kosmiči 45
Koruzni kosmiči 84
Riževe kroglice 82
Ovsena kaša 49
Pšenična slama 67
Zračna pšenica 67

Kakovostni viri ogljikovih hidratov

Ogljikovi hidrati so sestavni del vsake prehrane. Telo od njih dobi večino energije in veliko vitaminov in hranil. Živil, ki vsebujejo ogljikove hidrate, je veliko - veliko rastlinske hrane, kot so riž, testenine, fižol, krompir in številna druga žita in zelenjava.

Pri izbiri žitnih izdelkov močno priporočamo polnozrnati kruh, kot so polnozrnat kruh, rjavi riž, polnozrnate testenine, kvinoja, oves in bulgur.

Viri zapletenih ogljikovih hidratov

Kaj vsebuje ogljikove hidrate, ki se počasi absorbirajo:

  • zelenjava;
  • stročnice;
  • žita *;
  • sadje;
  • pesa;
  • korenje;
  • koruza;
  • grah;
  • krompir;
  • repa;
  • fižol;
  • leča
  • Limski fižol;
  • pinto fižol;
  • zdrobljen grah;
  • ječmen;
  • oves;
  • riž;
  • rž;
  • pšenica;
  • užitna semena.

* kot tudi žitni izdelki - polnozrnat pšenični kruh, krekerji ali testenine.

Viri preprostih ogljikovih hidratov (naravnih)

  • Fruktoza (sadni sladkor)
  • Laktoza (mlečni sladkor)
  • Sadje in sokovi, kot so jabolka, pomaranče, ananas.
  • Mlečni izdelki, kot sta mleko in jogurt.

Ogljikovi hidrati in telesna aktivnost

Fizična aktivnost močno poveča porabo energije in vsak športnik bi moral ne glede na vrsto treninga razmisliti o strategiji, s katero bo najbolje izpolnil svoje energetske potrebe, da bi dosegel uspeh na svojem področju.

Za ljudi, ki se ukvarjajo s športom, je izredno pomembno, da dobijo dovolj energije za zadovoljevanje vseh telesnih potreb, vključno z vzdrževanjem zdravih tkiv, rastjo in obnavljanjem tkiva ter neposrednimi stroški energije pri telesni dejavnosti. Skoraj vse raziskave, izvedene med športniki, so pokazale, da ne porabijo dovolj energije za zadovoljevanje potreb svojega telesa.

Na to si lahko pogledate tako: ko načrtujete dolgo pot z avtomobilom na 500 km, dolivate gorivo na bencinski črpalki, dolgi le 80 km - avtomobil preprosto ne bo dosegel cilja; tudi slabo sezonski športniki bodo imeli težave in ne bodo mogli biti dovolj konkurenčni. Znano je, da bi morali športniki zaužiti zadostno količino ogljikovih hidratov, da bi med fizičnimi napori blokirali večino energijskih izdatkov in poleg tega pojedli količino ogljikovih hidratov, ki je potrebna za obnavljanje rezerv glikogena med vadbo.

V idealnem primeru bi morali jesti predvsem zapletene ogljikove hidrate in zaužiti preproste ogljikove hidrate med vadbo in takoj po njej. V prehrani morajo biti prisotni tudi drugi viri energije (beljakovine in maščobe), da bi v celoti zadostili vsem potrebam telesa po hranilih, vendar naj bi bili ogljikovi hidrati še vedno glavni vir energije. Pri igranju športa je brez jasno premišljenega pristopa k prehrani zelo težko dobiti dovolj energije in ogljikovih hidratov. Ne pozabite, da treniranje gre skupaj z ustreznim načrtovanjem prehrane..

Potrebna količina ogljikovih hidratov na dan

Priporočila dnevne stopnje:

  1. Zaužijte 5 do 9 obrokov sadja in zelenjave na dan..
  2. Vsak dan pojejte skupaj 6 - 11 obrokov kruha, žitaric, škroba, stročnic in drugih zapletenih ogljikovih hidratov.
  3. Omejite vnos rafiniranih sladkorjev - največ 10% celotnega vnosa kalorij na dan.

Priporočila za dnevni vnos ogljikovih hidratov:

Telesna aktivnostOgljikovi hidrati
Sedentarni življenjski slogVsaj 55% skupnega vnosa kalorij, če je zagotovljen ustrezen vnos
Amaterski športnikiVsaj 60% celotnega vnosa kalorij, če je zagotovljen ustrezen vnos
Treningi vzdržljivosti športnikov6-10 g na 1 kg lastne teže
Športniki moči6-10 g na 1 kg lastne teže

Zdaj, ko imamo nekaj predstave o njihovi naravi, je čas, da se postavite naslednje vprašanje: koliko gramov ogljikovih hidratov morate zaužiti? Že vemo, da naj bi ta količina znašala od 40% do 60% celotnega dnevnega vnosa kalorij, v spodnji tabeli pa lahko najdete natančnejše vrednosti tega kazalca.

Tabela prikazuje vrednosti, ki odražajo količino ogljikovih hidratov (v gramih), ki jih potrebujejo ljudje z zmerno aktivnim življenjskim slogom, odvisno od njihove telesne teže in izbranega odstotka (40, 50 ali 60%) ogljikovih hidratov v skupni porabi kalorij na dan.

Telesna teža (kg)Dnevni vnos kalorij40% dnevnega vnosa kalorij50% dnevnega vnosa kalorij60% dnevnega vnosa kalorij
63,5 kg2604 kcal260 g326 g396 g
68 kg2790 kcal279 g348 g419 g
72,5 kg2976 kcal298 g372 g446 g
77 kg3162 kcal316 g395 g474 g
81,5 kg3348 kcal335 g418 g502 g
86 kg3534 kcal353 g442 g530 g
91 kg3720 kcal372 g465 g558 g

Prehranske vlaknine (vlaknine)

Vlakna so pomembna za dobro zdravje in dobro počutje. Njegove zdravstvene koristi vključujejo:

  • zagotavljanje normalnega delovanja prebavnega trakta
  • znižanje serumskega holesterola;
  • izboljša razmerje med "dobrim" in "slabim" holesterolom.

Vlaknine najdemo v živilih z ogljikovimi hidrati, nerafinirana zrna, sadje in zelenjava pa so še posebej bogata z vlakninami. Ko izbirate živila, ki vsebujejo veliko prehranskih vlaknin, glede na njihovo korist, je smiselno iskati pšenične otrobe med vlakninami - sestavljeni so predvsem iz netopnih vlaken in so najučinkovitejši pri mehčanju blata, hkrati pa iz ovsenih otrobov, z več topnih vlaken, bolj učinkovit pri zniževanju holesterola v krvi.

K temu zmanjšanju prispevajo tudi vlaknine, ki jih najdemo stročnice, ovsena kaša, jabolka in korenje. Za potrošnike to pomeni, da morate kljub dejstvu, da je določen izdelek neverjetno bogat z eno vrsto vlaknin, da bi lahko uživali vse prednosti prehranskih vlaknin, morali vsak dan jesti raznoliko..

Vendar pa, kot v vsaki zadevi, tudi tukaj glavna stvar ni pretiravati, saj odvečne vlaknine lahko telesu škodijo. Iz telesa odstranjuje vodo in lahko povzroči dehidracijo. Zaradi pospešenega prehranjevanja hrane skozi prebavni sistem lahko presežek prehranskih vlaknin omeji njegovo absorpcijo železa, saj se večina na začetku črevesa absorbira.

Veziva v nekaterih prehranskih vlaknih se obnašajo kot kelatne spojine in tvorijo kemične vezi z minerali (železo, cink, kalcij itd.), Nato pa jih odstranijo iz telesa. Nekatere prehranske vlaknine motijo ​​telesno uživanje karotena in vitamina A. Prav tako lahko preveč vlaknin v prehrani omeji skupno količino zaužite hrane in vodi v pomanjkanje hranil in energije. V takšnih razmerah so še posebej ranljivi ljudje s podhranjenostjo, starejši ljudje in otroci, ki ne jedo živalskih izdelkov.

Na vsakih 1000 zaužitih 1000 kcal naj bi zaužili več kot 20 gramov vlaknin, skupni vnos vlaknin na dan pa naj bo vsaj 30 gramov..

Vloga ogljikovih hidratov v telesu

Koncept in razvrstitev ogljikovih hidratov, glavnih funkcij v telesu. Kratek opis ekološke in biološke vloge. Glikolipidi in glikoproteini kot strukturne in funkcionalne sestavine celice. Dedne presnovne motnje monosaharidov in disaharidov.

NaslovBiologija in naravoslovje
Pogledtest
JezikRuski
Datum dodajanja03.12.2014

biološki ogljikovi hidrati glikolipidi

Ogljikovi hidrati so najobsežnejši razred organskih spojin, ki so najbolj razširjene na Zemlji, ki so del vseh organizmov in so potrebne za življenje ljudi in živali, rastlin in mikroorganizmov. Ogljikovi hidrati so primarni produkti fotosinteze, v ogljikovem ciklu pa so nekakšen most med anorganskimi in organskimi spojinami. Ogljikovi hidrati in njihovi derivati ​​v vseh živih celicah igrajo vlogo plastike in strukturnih materialov, dobavitelja energije, substratov in regulatorjev za posebne biokemične procese. Ogljikovi hidrati ne opravljajo samo prehranske funkcije v živih organizmih, temveč opravljajo tudi podporne in strukturne funkcije. V vseh tkivih in organih najdemo ogljikove hidrate ali njihove derivate. So del celičnih membran in podceličnih tvorb. Sodelujte pri sintezi številnih pomembnih snovi.

Trenutno je ta tema pomembna, ker so ogljikovi hidrati za telo potrebni, saj so del njenih tkiv in opravljajo pomembne funkcije: - so glavni dobavitelj energije za vse procese v telesu (lahko se razgradijo in dajo energijo tudi brez pomanjkanja kisika); - potrebne za racionalno rabo beljakovin (beljakovine s pomanjkanjem ogljikovih hidratov se uporabljajo v druge namene: postanejo vir energije in so udeleženci nekaterih pomembnih kemičnih reakcij); - so tesno povezane s presnovo maščob (če porabite preveč ogljikovih hidratov, se več kot lahko pretvori v glukozo ali glikogen (ki se odlaga v jetrih in mišicah), rezultat je maščoba. Ko telo potrebuje več goriva, se maščoba pretvori nazaj v glukozo, telesna teža pa se zmanjšuje); - možgani so še posebej potrebni za normalno delovanje (če lahko mišično tkivo nabira energijo v obliki maščob, možgani tega ne zmorejo, je povsem odvisno od rednega vnosa ogljikovih hidratov v telo); - so sestavni del molekul določenih aminokislin, sodelujejo pri gradnji encimov, tvorbi nukleinskih kislin itd..

Pojem in razvrstitev ogljikovih hidratov

Ogljikovi hidrati so snovi s splošno formulo Cn(H)2O)m, kjer lahko n in m imata različne vrednosti. Ime "ogljikovi hidrati" odraža dejstvo, da sta v molekulah teh snovi v vodiku in kisiku prisotna enaka razmerja kot v molekuli vode. Ogljikovi hidrati lahko poleg ogljika, vodika in kisika vsebujejo tudi druge elemente, na primer dušik.

Ogljikovi hidrati so ena glavnih skupin organskih snovi v celicah. So primarni produkti fotosinteze in začetni produkti biosinteze drugih organskih snovi v rastlinah (organske kisline, alkoholi, aminokisline itd.), Najdemo pa jih tudi v celicah vseh drugih organizmov. Vsebnost ogljikovih hidratov v živalski celici je v območju 1-2%, v rastlinskih celicah lahko v nekaterih primerih doseže 85-90% mase suhe snovi.

Ločimo tri skupine ogljikovih hidratov:

Monosaharidi ali preprosti sladkorji;

Oligosaharidi - spojine, ki jih sestavljajo 2-10 zaporedno povezane enostavne molekule sladkorja (na primer disaharidi, triksaharidi itd.).

· Polisaharidi sestavljajo več kot 10 molekul enostavnih sladkorjev ali njihovih derivatov (škrob, glikogen, celuloza, hitin).

Monosaharidi (enostavni sladkorji)

Monosaharidi so glede na dolžino ogljikovega okostja (število ogljikovih atomov) razdeljeni na trioze (C3), tetroza (C4), pentoze (C5), heksoze (C6), heptoze (C7).

Monosaharidne molekule so aldehidni alkoholi (aldoze) ali keto alkoholi (ketoze). Kemične lastnosti teh snovi določajo predvsem aldehidne ali ketonske skupine, ki sestavljajo njihove molekule.

Monosaharidi se dobro raztopijo v vodi, sladkega okusa.

Monosaharidi, raztopljeni v vodi, pridobijo obročasto obliko.

Ciklične strukture pentoz in heksoz so njihove običajne oblike: v danem trenutku le majhen del molekul obstaja v obliki "odprte verige". Sestava oligo - in polisaharidov vključuje tudi ciklične oblike monosaharidov.

Poleg sladkorjev, v katerih so vsi atomi ogljika vezani na atome kisika, obstajajo delno reducirani sladkorji, med katerimi je najpomembnejši deoksiriboza.

Med hidrolizo oligosaharidi tvorijo več preprostih molekul sladkorja. V oligosaharidih so preproste molekule sladkorja povezane s tako imenovanimi glikozidnimi vezmi, ki povezujejo atom ogljika ene molekule skozi kisik z atomom ogljika druge molekule.

Najpomembnejši oligosaharidi vključujejo maltozo (sladni sladkor), laktozo (mlečni sladkor) in saharozo (sladkor iz trsa ali pese). Tem sladkorjem pravimo tudi disaharidi. Disaharidi so po svojih lastnostih bloki monosaharidi. V vodi so zelo topni in imajo sladek okus..

To so polimerne biomolekule z visoko molekularno maso (do 10.000.000 Da), sestavljene iz velikega števila monomerov - preprostih sladkorjev in njihovih derivatov.

Polisaharidi so lahko sestavljeni iz monosaharidov ene ali različnih vrst. V prvem primeru jih imenujemo homopolisaharidi (škrob, celuloza, hitin itd.), V drugem - heteropolisaharidi (heparin). Vsi polisaharidi so netopni v vodi in nimajo sladkega okusa. Nekateri od njih so sposobni otekline in sluzi..

Najpomembnejši polisaharidi so naslednji.

Celuloza je linearni polisaharid, sestavljen iz več ravnih vzporednih verig, povezanih med vodikovimi vezmi. Vsaka veriga je tvorjena z ostanki β-D-glukoze. Takšna struktura preprečuje prodiranje vode, je zelo odporna na trganje, kar zagotavlja stabilnost membran rastlinskih celic, v katerih je 26--40% celuloze.

Celuloza služi kot hrana za številne živali, bakterije in glive. Vendar večina živali, vključno s človekom, ne more presnavljati celuloze, saj v prebavilih ni encima celuloze, ki bi razgradil celulozo do glukoze. Hkrati imajo celulozna vlakna pomembno vlogo v prehrani, saj dajejo hranilno maso in grobo teksturo, spodbujajo črevesno gibljivost.

Škrob in glikogen. Ti polisaharidi so glavne oblike shranjevanja glukoze v rastlinah (škrob), živalih, ljudeh in glivah (glikogen). Med njihovo hidrolizo se v organizmih tvori glukoza, ki je potrebna za vitalne procese..

Hitin tvorijo molekule b-glukoze, pri čemer se alkoholna skupina na drugem ogljikovem atomu nadomesti z NHCOCH skupino, ki vsebuje dušik3. Njegove dolge vzporedne verige, tako kot celulozne verige, so povezane. Chitin - glavni strukturni element integritete členonožcev in celičnih sten gliv.

Funkcije ogljikovih hidratov so raznolike, in sicer:

1. So zdrav vir energije, katerega odsotnost v telesu lahko privede do šibkosti, podhranjenosti, pomanjkanja vitaminov in mineralov ter presežek - do debelosti. Pomembno je vzdrževati uravnotežen vnos v pravilni kombinaciji z beljakovinami in maščobami, da bo naše telo ostalo mlado in budno. Pri prebavi ogljikovih hidratov se glukoza sprosti v kri in shrani v jetrih kot glikogen. Ko se začne pomanjkanje glikogena, se maščobe in aminokisline (razgrajene beljakovine) sprostijo v energijo. Zato večina diet ponuja zavrnitev številnih vrst hrane kot način aktiviranja uporabe lastnih rezerv. Kljub temu vam bo vsak strokovnjak za fitnes povedal, da je najboljša ideja za kurjenje kalorij in razvoj mišic zaužitje nekaterih oblik ogljikovih hidratov (na primer pol-banane pred treningom). Brez energije produktivna vadba ne bo delovala.

2. Potrebno za kompenzacijo potreb centralnega živčnega sistema. Njihovo normalno delovanje je v veliki meri odvisno od vnosa glukoze. Ustrezen vnos ogljikovih hidratov zagotavlja njegovo pravilno delovanje. Morda boste opazili, da ko začnete stradati (v primeru diete z malo ogljikovih hidratov), ​​ste nagnjeni k slabemu, pozabljivemu, nezmožni koncentracije. Pojavi se splošna šibkost, utrujenost. To so neposredne posledice pomanjkanja glukoze v telesu. To stanje preganja ljudi, ki trpijo zaradi nizkega krvnega sladkorja.

3. Oskrbite z mišicami. Čeprav so za razvoj, delovanje in rast mišičnih vlaken potrebni beljakovine, temeljijo te spremembe ogljikovi hidrati. Samo, če so na voljo, se lahko proteini uporabljajo za njihov glavni gradbeni namen. Cepitev slednjih za pokrivanje potreb življenja s pomanjkanjem poznanih izdelkov vodi do izgube mišične mase in splošne motnje. Ko se torej zmanjša vnos ogljikovih hidratov, pride do drugih sestavnih tkiv. Če želite vzdrževati oskrbo in razvoj glikogena, morate redno telovaditi. Če ne boste dobili dovolj telesne aktivnosti, pride do razkroja.

4. Normalizirajte delo prebavil. Prehranske vlaknine (vlaknine) so prisotne v vseh ogljikovih hidratih, bolj v kompleksnih. Čeprav celuloze telo ne more prebaviti samostojno, pa daje volumen, ki pomaga pri spodbujanju peristaltike. To pa omogoča lažje odstranjevanje toksinov in izločanje odpadkov iz črevesja. Do detoksifikacije pride, zato se človek počuti posodobljen in svež. Poleg tega laktoza spodbuja rast posebnih koristnih bakterij v tankem črevesju, kar povzroči sintezo določenih skupin vitaminov, izboljša pa se tudi absorpcija kalcija..

5. Oksidacija (preprečevanje ketoze) je še ena pomembna funkcija. Ketoza je zelo resno stanje, ki se pojavi, ko je človekova prehrana slaba z ogljikovimi hidrati. Bolezen vodi v povečano raven kemikalij (ketonov) v krvnem obtoku. Mehanizem oksidacije maščob je moten. Oksacetna kislina (produkt razpada ogljikovih hidratov) je potrebna za oksidacijo acetata, ki je produkt razpada maščob. V njegovi odsotnosti se acetat spremeni v ketonska telesa, ki se nabirajo v telesu in človek trpi za "strupenim stanjem". Ketoza se pojavi pri sladkorni bolezni in stradanju, ko morajo celice uporabljati svoje rezerve kot vir moči. Izraz "maščoba gori v ognju hidrati" poudarja njihov pomen..

6. Celovita opeka, ki sodeluje pri presnovi in ​​neposredno vpliva na vse vidike tega zapletenega procesa. Ogljikovi hidrati sodelujejo pri sintezi hormonov, izločanju žlez, uravnavajo osmotski tlak.

Primarna vloga teh pomočnikov je zagotavljanje ustrezne ravni energije v našem telesu. Večina nutricionistov priporoča dieto, ki vsebuje 45 do 70 odstotkov ogljikovih hidratov, da ostanemo zdravi. Pridobiti jih je treba iz svežega sadja, zelenjave, mleka, mlečnih izdelkov in žit..

Kratek opis ekološke in biološke vloge ogljikovih hidratov

Če povzamemo zgornje gradivo, povezano z opisovanjem ogljikovih hidratov, lahko sklepamo o njihovih ekoloških in bioloških vlogah.

1. Izvajajo gradbeno funkcijo, tako v celicah kot v telesu kot celoti zaradi dejstva, da so del struktur, ki tvorijo celice in tkiva (to še posebej velja za rastline in glive), na primer celične membrane, različne membrane itd. itd. ogljikovi hidrati poleg tega sodelujejo pri tvorbi biološko potrebnih snovi, ki tvorijo številne strukture, na primer pri tvorbi nukleinskih kislin, ki so osnova kromosomov; ogljikovi hidrati so del kompleksnih beljakovin - glikoproteinov, ki imajo določeno vrednost pri tvorbi celičnih struktur in medcelične snovi.

2. Najpomembnejša funkcija ogljikovih hidratov je trofična funkcija, ki je sestavljena iz dejstva, da so mnogi od njih živilski proizvodi heterotrofnih organizmov (glukoza, fruktoza, škrob, saharoza, maltoza, laktoza itd.). Te snovi v kombinaciji z drugimi spojinami tvorijo prehrambene izdelke, ki jih uporablja človek (različna žita; sadje in semena posameznih rastlin, vključno z ogljikovimi hidrati, so hrana za ptice, monosugar, ki vstopajo v krog različnih preobrazb, prispevajo k nastanku lastnih ogljikovih hidratov, značilnih za dani organizem, pa tudi za druge organo-biokemične spojine (maščobe, aminokisline (vendar ne njihove beljakovine), nukleinske kisline itd.).

3. Za ogljikove hidrate je značilna tudi energijska funkcija, ki je sestavljena iz tega, da monosaharid (zlasti glukoza) v organizmih enostavno oksidira (končni produkt oksidacije je CO2 in H2O) v tem primeru se sprosti velika količina energije, ki jo spremlja sinteza ATP.

4. Imajo tudi zaščitno funkcijo, ki je sestavljena iz tvorbe ogljikovih hidratov (in določenih organelov v celici), ki ščitijo celico ali celotno telo pred različnimi poškodbami, vključno z mehanskimi (na primer himitna prevleka žuželk, ki tvorijo zunanji okostnjak, celična stena rastlin in številne glive, vključno s celulozo itd.).

5. Mehanske in oblikovalske funkcije ogljikovih hidratov igrajo pomembno vlogo, saj predstavljajo sposobnost struktur, ki jih tvorijo ogljikovi hidrati ali v kombinaciji z drugimi spojinami, da telesu dajo določeno obliko in jih naredijo mehansko močne; Tako celične membrane mehanskih tkiv in posod ksilema ustvarjajo okostje (notranji okostnjak) lesnatih, grmičastih in zelnatih rastlin, zunanji okostje žuželk tvori hitin itd..

Kratek opis presnove ogljikovih hidratov v heterotrofnem organizmu (na primer v človeškem telesu)

Pomembno vlogo pri razumevanju presnovnih procesov igra znanje o transformacijah, do katerih so ogljikovi hidrati podvrženi heterotrofnim organizmom. V človeškem telesu je za ta postopek značilen naslednji shematični opis.

Ogljikovi hidrati v sestavi hrane vstopijo v telo skozi ustno votlino. Monosaharidi v prebavnem sistemu praktično ne doživljajo transformacij, disaharidi se hidrolizirajo v monosaharide, polisaharidi pa doživljajo precej pomembne transformacije (to velja za tiste polisaharide, ki jih telo zaužije, in ogljikove hidrate, ki niso prehrambene snovi, na primer celuloza, nekateri pektini, npr. odstranjeni iz telesa z blatom).

V ustni votlini se hrana drobi in homogenizira (postane bolj enotna kot preden vstopi). Na hrano vplivajo sline, ki jih izločajo sline. Vsebuje encim ptyalin in ima alkalno reakcijo medija, zaradi česar se začne začetna hidroliza polisaharidov, kar vodi do tvorbe oligosaharidov (ogljikovih hidratov z majhno vrednostjo n).

Del škroba se lahko celo spremeni v disaharide, kar lahko opazimo s podaljšanim žvečenjem kruha (kisli črni kruh postane sladek).

Žvečena hrana, obilno obdelana s slino in zdrobljena z zobmi, v želodec skozi požiralnik vstopi v obliki prehrambene grudice, kjer je izpostavljena želodčnemu soku s kislinsko reakcijo okolja, ki vsebuje encime, ki delujejo na beljakovine in nukleinske kisline. Skoraj nič se v želodcu ne zgodi z ogljikovimi hidrati.

Potem kaša s hrano vstopi v prvi oddelek črevesa (tanko črevo), začenši z dvanajstnikom. Prejema pankreasni sok (izločanje trebušne slinavke), ki vsebuje kompleks encimov, ki spodbujajo prebavo ogljikovih hidratov. Ogljikovi hidrati se pretvorijo v monosaharide, ki so topni v vodi in so sposobni absorpcije. Prehranski ogljikovi hidrati se na koncu prebavijo v tankem črevesu, v delu, ki vsebuje vilice, pa se absorbirajo v krvni obtok in vstopijo v obtočni sistem..

S krvnim tokom se monosugar prenaša v različna tkiva in celice telesa, prej pa vsa kri prehaja skozi jetra (tam jih očistimo škodljivih presnovnih produktov). V krvi so monosaharidi prisotni pretežno v obliki alfa glukoze (možni pa so tudi drugi izomeri heksoze, na primer fruktoza).

Vsebnost glukoze je za telo strogo konstantna (normalna), zato s presežkom te snovi v jetrih nastaja glikogen, značilen za ta organizem.

Če je glukoza v krvi manjša od normalne, se del glikogena, ki ga vsebuje jetra, hidrolizira v glukozo. Prekomerna vsebnost ogljikovih hidratov označuje resno človekovo bolezen - diabetes.

Monosaharidi vstopajo v celice iz krvi, kjer se večina porabi za oksidacijo (v mitohondrijih), v kateri se sintetizira ATP, ki vsebuje energijo v "priročni" obliki za telo. ATP porabimo za različne procese, ki potrebujejo energijo (sinteza snovi, potrebnih za telo, izvajanje fizioloških in drugih procesov).

Del ogljikovih hidratov hrane se uporablja za sintezo ogljikovih hidratov določenega organizma, ki so potrebni za tvorbo celičnih struktur, ali spojin, potrebnih za tvorbo snovi drugih razredov spojin (na ta način lahko ogljikovi hidrati tvorijo maščobe, nukleinske kisline itd.). Sposobnost ogljikovih hidratov, da se spremenijo v maščobe, je eden od vzrokov za debelost - bolezen, ki vključuje kompleks drugih bolezni.

Zato je uživanje odvečnih ogljikovih hidratov škodljivo za človeško telo, kar je treba upoštevati pri organizaciji uravnotežene prehrane.

V rastlinskih organizmih, ki so avtotrofi, je presnova ogljikovih hidratov nekoliko drugačna. Ogljikove hidrate (monosugar) telo sintetizira iz ogljikovega dioksida in vode s pomočjo sončne energije. Di-, oligo- in polisaharidi se sintetizirajo iz monosaharidov. Nekateri monosaharidi sodelujejo pri sintezi nukleinskih kislin. Rastlinski organizmi v procesu dihanja za oksidacijo uporabljajo določeno količino monosaharidov (glukoze), v katerih se (kot pri heterotrofnih organizmih) sintetizira ATP.

Glikolipidi in glikoproteini kot strukturne in funkcionalne komponente celic ogljikovih hidratov

Glikoproteini so beljakovine, ki vsebujejo oligosaharidne (glikanske) verige, kovalentno vezane na polipeptidno bazo. Glikozaminoglikani so polisaharidi, sestavljeni iz ponavljajočih se disaharidnih komponent, ki običajno vsebujejo aminokislin (glukozni min ali galaktozamin v sulfonirani ali ne sulfonirani obliki) in uronsko kislino (glukuronsko ali iduronsko). Glikozaminoglikane so včasih imenovali mukopolisaharidi. Običajno so kovalentno vezani na beljakovine; kompleks enega ali več glikozaminoglikanov s proteinom imenujemo proteoglikan. Glikokonjugati in zapleteni ogljikovi hidrati so enakovredni izrazi za molekule, ki vsebujejo ogljikohidratne verige (eno ali več), kovalentno povezane z beljakovinami ali lipidi. V ta razred spojin spadajo glikoproteini, proteoglikani in glikolipidi..

Skoraj vsi beljakovine v človeški plazmi, razen albumina, so glikoproteini. Številni proteini celične membrane vsebujejo velike količine ogljikovih hidratov. Snovi v krvni skupini se v nekaterih primerih izkažejo kot glikoproteini, včasih glikofingolipidi igrajo to vlogo. Nekateri hormoni (na primer horionski gonadotropin) imajo glikoproteinsko naravo. V zadnjem času je rak vedno bolj značilen kot nenormalna regulacija genov. Glavna težava onkoloških bolezni, metastaz, je pojav, pri katerem rakave celice zapustijo svoje izvorno mesto (npr. Mlečno žlezo), se prenašajo s krvnim tokom v oddaljene dele telesa (npr. V možgane) in neomejeno rastejo s katastrofalnimi posledicami za pacienta. Mnogi onkologi verjamejo, da so vsaj delno metastaze posledica sprememb v strukturi glikokonjugatov na površini rakavih celic. Osnova številnih bolezni (mukopolisaharidoze) je pomanjkanje aktivnosti različnih lizosomalnih encimov, ki uničujejo posamezne minoglikane glikozamina; Posledično se ena ali več njih nabere v tkivih, kar povzroča različne patološke znake in simptome. En primer takšnih stanj je Hurlerjev sindrom..

Distribucija in funkcije

Večina organizmov ima glikoproteine, od bakterij do ljudi. Številni živalski virusi vsebujejo tudi glikoproteine; nekatere od teh virusov smo podrobno preučili, deloma tudi zaradi lažje uporabe za raziskave..

Glikoproteini so velika skupina beljakovin z različnimi funkcijami, vsebnost ogljikovih hidratov v njih se giblje od 1 do 85% ali več (v enotah mase). Vloga oligosaharidnih verig v funkciji glikoproteinov še ni natančno določena, kljub intenzivni preučitvi tega vprašanja.

Glikolipidi so kompleksni lipidi, ki izhajajo iz kombinacije lipidov z ogljikovimi hidrati. V molekulah glikolipidov so polarne "glave" (ogljikovi hidrati) in nepolarne "repi" (ostanki maščobnih kislin). Zaradi tega so glikolipidi (skupaj s fosfolipidi) del celičnih membran.

Glikolipidi so zelo prisotni v tkivih, zlasti v živčnem tkivu, zlasti v možganskem tkivu. Lokalizirani so predvsem na zunanji površini plazemske membrane, kjer so njihove sestavine ogljikovih hidratov med drugimi ogljikovimi hidrati na celični površini.

Glikofingolipidi, ki so sestavni deli zunanje plasti plazemske membrane, lahko sodelujejo pri medceličnih interakcijah in stikih. Nekateri od njih so antigeni, na primer antigen Forssmann in snovi, ki določajo krvne skupine sistema AB0. Podobne oligosaharidne verige so bile najdene tudi v drugih glikoproteinih plazemskih membran. Številni gangliozidi delujejo kot receptorji za bakterijske toksine (npr. Toksin kolere, ki sproži postopek aktivacije adenilat ciklaze).

Glikolipidi za razliko od fosfolipidov ne vsebujejo ostankov fosforne kisline. V njihovih molekulah se ostanki galaktoze ali sulfoglukoze z glikozidno vezjo pritrdijo na diacilglicerol.

Dedne presnovne motnje monosaharidov in disaharidov

Galaktosemija je dedna patologija metabolizma zaradi pomanjkanja aktivnosti encimov, ki sodelujejo pri presnovi galaktoze. Nesposobnost telesa za uporabo galaktoze vodi v hudi poškodbi prebavnega, vidnega in živčnega sistema otrok že v zelo majhni starosti. V pediatriji in genetiki je galaktosemija redka genetska bolezen, ki se pojavlja s pogostostjo enega primera na 10.000 - 50.000 novorojenčkov. Prvič je kliniko galaktozememije leta 1908 opisal ureben, ki je trpel zaradi močne izčrpanosti, hepato- in splenomegalije, galaktosurije; vendar je bolezen izginila takoj po ukinitvi mleka. Kasneje, leta 1956, je znanstvenik nemški Kelker ugotovil, da je osnova bolezni kršitev presnove galaktoze. Vzroki bolezni Galaktosemija je prirojena patologija, ki se deduje na avtosomno recesivni način, to je, da se bolezen pojavi le, če otrok podeduje dve kopiji okvarjenega gena od vsakega od staršev. Osebe, ki so heterorozne za mutirani gen, so prenašalci bolezni, vendar lahko v blagi meri razvijejo tudi posamezne znake galaktozemije. Pretvorba galaktoze v glukozo (Leloirova metabolična pot) poteka s sodelovanjem treh encimov: galaktoza-1-fosfaturidil-transferaza (GALT), galaktokinaza (GALK) in uridin-difosfat-galaktoza-4-epimeraza (GALE). V skladu s pomanjkanjem teh encimov ločimo 1 (klasično varianto), 2 in 3. vrsto galaktozemije. Osamitev treh vrst galaktozemije ne sovpada z vrstnim redom delovanja encimov med presnovno potjo Leloir. Galaktoza vstopi v telo s hrano, v črevesju pa nastane tudi med hidrolizo laktoznega disaharida. Pot metabolizma galaktoze se začne s pretvorbo pod delovanjem encima GALK v galaktozo-1-fosfat. Nato se s sodelovanjem encima GALT pretvori galaktoza-1-fosfat v UDP-galaktozo (uridil difosfogalaktoza). Po tem se s pomočjo GALE presnovek pretvori v UDF - glukozo (uridildifosfoglukoza). Če eden od teh encimov primanjkuje (GALK, GALT ali GALE), se koncentracija galaktoze v krvi znatno poveča, v telesu se naberejo vmesni presnovki galaktoze, ki povzročajo toksične poškodbe različnih organov: CNS, jetra, ledvice, vranica, črevesje, oči itd. Motenost presnove galaktoze je bistvo galaktozemije. Najpogostejša v klinični praksi je klasična (tip 1) galaktosemija zaradi okvare encima GALT in kršitve njegove aktivnosti. Gen, ki kodira sintezo galaktoze-1-fosfaturidil-transferaze, se nahaja v blizu centromernem območju 2. kromosoma. Glede na resnost kliničnega poteka razlikujejo hude, zmerne in blage stopnje galaktozemije. Prvi klinični znaki hude galaktozemije se pojavijo zelo zgodaj v prvih dneh otrokovega življenja. Kmalu po hranjenju novorojenčka z materinim mlekom ali mlečno formulo se pojavijo bruhanje in motnje blata (vodna driska), zastrupitev se poveča. Otrok postane letargičen, zavrne dojko ali stekleničko; njegova podhranjenost in kaheksija hitro napredujeta. Otroka lahko motijo ​​nadutost, črevesne kolike, obilno izpuščanje plinov.Na pregledu otroka z galaktozemijo neonatolog razkrije izumrtje refleksov neonatalnega obdobja. Z galaktozemijo se zgodaj pojavi vztrajna zlatenica različnih resnosti in hepatomegalija, odpoved jeter pa napreduje. Do 2-3 meseca življenja se pojavijo splenomegalija, ciroza, ascites. Motnje procesov strjevanja krvi vodijo do krvavitev na koži in sluznici. Otroci zgodaj začnejo zaostajati v psihomotoričnem razvoju, vendar stopnja intelektualne okvare pri galaktozemiji ne dosega take resnosti kot pri fenilketonuriji. Do 1-2 meseca imajo otroci z galaktozemmijo dvostransko katarakto. Poškodbe ledvic z galaktosemijo spremljajo glukozurija, proteinurija, hiperaminoacidurija. V terminalni fazi galaktozemije otrok umre zaradi globoke izčrpanosti, hude jetrne odpovedi in plastenja sekundarnih okužb. Ob zmerni galaktozemiji so opaženi tudi bruhanje, zlatenica, anemija, zaostanek v psihomotoričnem razvoju, hepatomegalija, katarakta in podhranjenost. Za blago galaktozemijo je značilno zavračanje dojk, bruhanje po zaužitju mleka, zamuda pri govornem razvoju, otrok, ki zaostaja v teži in rasti. Vendar pa tudi z blagim potekom galaktozemije proizvodi presnove galaktoze strupeno vplivajo na jetra, kar vodi v njegove kronične bolezni.

Fruktozemija je dedna genetska bolezen, ki sestoji iz fruktozne intolerance (sadni sladkor, ki ga najdemo v vsem sadju, jagodičevju in nekaterih zelenjavah, pa tudi medu). S fruktozemijo v človeškem telesu je malo ali skoraj nobenih encimov (encimov, organskih snovi beljakovinske narave, ki pospešujejo kemične reakcije, ki se pojavijo v telesu), ki sodelujejo pri razgradnji in asimilaciji fruktoze. Bolezen običajno najdemo v prvih tednih in mesecih otrokovega življenja ali od trenutka, ko otrok začne prejemati sokove in živila, ki vsebujejo fruktozo: sladki čaj, sadni sokovi, zelenjavni in sadni pireji. Fruktozemija se prenaša na avtosomno recesivni način dedovanja (bolezen se manifestira, če imata oba starša bolezen). Fantje in deklice zbolijo enako pogosto.

V jetrih je nezadostna količina posebnega encima (fruktoza-1-fosfat aldolaza), ki pretvori fruktozo. Zaradi tega se presnovni produkti (fruktoza-1-fosfat) kopičijo v telesu (jetra, ledvice, črevesna sluznica) in imajo škodljiv učinek. Ugotovljeno je bilo, da fruktoza-1-fosfat nikoli ne odlaga v možganskih celicah in očesni leči. Simptomi bolezni se pojavijo po uživanju sadja, zelenjave ali jagodičja v kakršni koli obliki (sokovi, nektarji, pire krompir, svež, zamrznjen ali posušen), pa tudi med. Resnost manifestacije je odvisna od količine zaužite hrane..

Letargija, bledica kože. Povečano potenje. Zaspanost. Bruhanje Driska (pogoste volumetrične (velike porcije) ohlapne blato). Odpor do sladke hrane. Hipotrofija (pomanjkanje (nezadostnost) telesne teže) se razvija postopoma. Povečanje velikosti jeter. Ascites (kopičenje tekočine v trebušni votlini). Zlatenica (porumenelost kože) - včasih se razvije. Ob hkratni uporabi večjega števila izdelkov, ki vsebujejo fruktozo, se lahko razvije akutna hipoglikemija (stanje, pri katerem se raven glukoze (sladkorja) v krvi znatno zmanjša). Značilno je: tresenje okončin; krči (paroksizmalna neprostovoljna krčenja mišic in izjemna stopnja napetosti); Izguba zavesti do kome (pomanjkanje zavesti in reakcija na kakršne koli dražljaje; stanje je nevarnost za človekovo življenje).

Vrednost ogljikovih hidratov v prehrani ljudi je zelo visoka. Služijo kot najpomembnejši vir energije in zagotavljajo do 50-70% celotnega vnosa kalorij.

Sposobnost ogljikovih hidratov, da so zelo učinkovit vir energije, leži v središču njihovega delovanja, ki prihrani beljakovine. Čeprav ogljikovi hidrati ne spadajo med nepogrešljive prehranske dejavnike in se lahko v telesu tvorijo iz aminokislin in glicerola, najnižja količina ogljikovih hidratov v dnevni prehrani ne sme biti nižja od 50-60 g.

Številne bolezni so tesno povezane s kršenjem metabolizma ogljikovih hidratov: diabetes mellitus, galaktozememija, kršitev sistema deponiranja glikogena, intoleranca na mleko itd. Treba je opozoriti, da so v človeškem in živalskem telesu ogljikovi hidrati prisotni v manjši količini (ne več kot 2% suhe telesne teže) kot beljakovine in lipidi; v rastlinskih organizmih zaradi celuloze ogljikovi hidrati predstavljajo do 80% suhe teže, zato so na splošno ogljikovi hidrati v biosferi več ogljikovih hidratov kot vse druge organske spojine skupaj. Tako: ogljikovi hidrati igrajo ogromno vlogo v življenju živih organizmov na planetu, znanstveniki verjamejo, da približno ko se je pojavila prva spojina z ogljikovimi hidrati, se je pojavila prva živa celica.

1. Biokemija: učbenik za srednje šole / ed. E.S.Severina - 5. izd., - 2009. - 768 s..

2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin "Biološka kemija".

3. P.A. Verbolovič "Delavnica o organski, fizikalni, koloidni in biološki kemiji".

4. Leninger A. Osnove biokemije // M.: Mir, 1985

5. Klinična endokrinologija. Vodstvo / N. T. Starkova. - 3. izdaja, spremenjena in dopolnjena. - St. Petersburg: Peter, 2002. - S. 209–213. - 576 s.

6. Otroške bolezni (zvezek 2) - Šabalov NP - učbenik, Peter, 2011