Значение углеводов для человека: Роль углеводов в организме — Школа пациента Нутриэн

Значение углеводов в питании человека

16.06.2011

Элементарный состав углеводов: углерод, водород и кислород, но взаимоотношения между этими элементами в жирах и углеводах значительно разнятся: жир содержит углерода 6,5%, водорода 12%, кислорода 11,5%, углеводы — соответственно 44,5%, 6,2%, 49,3%.

Углеводы разделяются на три категории: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Биологическая роль углеводов

1. Углеводы являются хорошим энергетическим материалом.
2. Они входят в состав некоторых тканей и жидкостей организма.
3. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров.
4. Придают пище ощущение сладкого вкуса, тонизируют центральную нервную систему.
5. Обладают биологической активностью (гепарин предотвращают свертывание крови в сосудах, шалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку).
6. Играют роль в защитных реакциях (особенно в печени) — глюкуроновая кислота соединяется с токсическими веществами, образуя сложные нетоксичные эфиры, растворимые в воде, которые затем удаляются из организма с мочой.

К простым углеводам относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза).

К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Биологическая роль моносахаридов
Глюкоза — структурная важнейшая единица. Она участвует в образовании гликогена, питании тканей мозга, работающих мышц и особенно сердечной. Глюкоза легко превращается в жиры в организме, особенно при ее избыточном поступлении с пищей.

Источники глюкозы — фрукты, ягоды и некоторые овощи. Пчелиный мед содержит 37%.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, но она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро ее покидает.

Биологическая роль дисахаридов
Сахароза в желудочно-кишечном тракте распадается на глюкозу и фруктозу. Сахароза — наиболее распространенный сахар. Источники сахарозы — сахарная свекла (14-18%), сахарный тростник (10-15%).

Сахароза обладает способностью превращаться в жир. Избыточное поступление этого углевода в рационе вызывает нарушение жирового и холестеринового обменов, оказывает отрицательно влияние на состояние и функцию кишечной микрофлоры, повышая удельный вес гнилостной микрофлоры, усиливая интенсивности гнилостных процессов в кишечнике, ведет к развитию метеоризма.

Лактоза — углевод животного происхождения. При гидролизе расщепляется на глюкозу и галактозу. Поступление лактозы в организм способствует развитию молочно-кислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микроорганизмов. Источник лактозы — молоко и молочные продукты.

Биологическая роль полисахаридов
Крахмал — на его долю в рационе приходится около 80%. Крахмал в организме человека является основным источником глюкозы.

Гликоген является резервным углеводом животных тканей, образуя депо углеводов в печени. Общее содержание гликогена около 500г. Если углеводы с пищей не поступают, то запасы его исчеркиваются через 12-18 часов. Обеднение печени гликогеном ведет к возникновению жировой инфильтрации, а далее к жировой дистрофии печени.

Источники гликогена — печень, мясо, рыба.

Клетчатка (целлюлоза) — образует оболочки клеток и является опорным веществом. Она стимулирует перистальтику кишечника, играет роль адсорбента стеринов, в том числе холестерина. Она препятствует обратному их всасыванию и способствует выведению их из организма. Клетчатка играет роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в уменьшении гнилостных процессов, препятствует всасыванию ядовитых веществ.

Потребность углеводов в среднем 400-500 г в сутки, что составляет по отношению к белкам и жирам 1:1:4 (для детей) и 1:1.25:25,5 (для взрослых).

Неумеренное потребление сахара способствует развитию кариеса, нарушению возбудительных и тормозных процессов ЦНС, поддерживает воспалительные процессы, способствует аллергизации организма.

Ограничение углеводов при заболеваниях:

• сахарном диабете;
• ожирении;
• аллергиях, заболеваниях кожи;
• воспалительных процессах.

Ключевые слова: Здоровье, Питание

Источник: М. Н. Мисюк, В. В. Максименко. Основы медицинских знаний: Учебно-методический комплекс для студентов специальности — ПСИХОЛОГИЯ. — Минск.: Изд-во МИУ, 2009

Материалы по теме
Минеральные вещества в организме человека М. Н. Мисюк, В. В. Максименко. Основы медицинских знаний: Учебно-методический комплекс для…
Значение жиров в питании человека М. Н. Мисюк, В. В. Максименко. Основы медицинских знаний: Учебно-методический комплекс для…
Рыбий жир: здоровье, красота и долголетие . ..
Оценка состояния здоровья Чумаков Б.Н., Валеология
Лазерная коррекция зрения в Израиле …
Применение живых, жидких пивных дрожжей при наборе веса http://dkladovay.ru/nabor-vesa.html
Общие принципы функционирования организма …
Сколько может прожить человек Чумаков Б.Н., Валеология

Стройматериалы для организма: какую роль играют белки, жиры и углеводы?

Ребенок, как известно, растущий организм. Ему необходима энергия, чтобы полноценно развиваться, «строиться». Откуда эта энергия берется? Ее источник — белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с пищей.

Белки

Белки отвечают за строительство новых мышц и тканей, в том числе костей, помогают организму защищаться от инфекций, участвуют в обмене веществ. Пища, богатая белком: молоко, молочные и кисломолочные продукты, мясо, рыба, яйца, орехи.

Недостаток белка вызывает задержку роста и развития, снижение массы тела, ослабление иммунитета, неполадки в работе внутренних органов. Избыток белка тоже вреден для организма — перевес в рационе белковой пищи может привести, в частности, к ухудшению работы кишечника.

Жиры

Жиры являются источником энергии для ребенка, сохраняют тепло, регулируют температуру тела. Они — источник многих витаминов, которые также попадают в организм человека вместе с пищей. Например, растительные жиры содержат витамин Е, а животные жиры — витамины А и D. Жиры содержатся почти во всех продуктах животного происхождения (свиной, говяжий, бараний жир) и в некоторых растительных продуктах (растительные масла, орехи).

Недостаток жиров в организме ребенка приводит к заболеваниям кожи, недостатку массы тела и роста. Избыток жиров приводит к ожирению, диабету и сердечно-сосудистым заболеваниям.

Углеводы

Углеводы дают организму человека энергии больше, чем белки и жиры. Как белки и жиры, они участвуют в строительстве клеток человеческого организма и укрепляют иммунитет.

Углеводы принято делить на простые и сложные, иногда их еще называют быстрые и медленные. Простые углеводы легко усваиваются организмом, дают «быструю» энергию. Сложные поставляют энергию длительного действия, «медленную». Насыщение от продуктов, содержащих медленные углеводы, сохраняется дольше, поэтому в пищу рекомендуется употреблять именно их. Быстрые (простые) углеводы содержатся в сахаре, конфетах, кондитерских изделиях, медленные — в крупах, хлебе, овощах и фруктах.

С недостатком углеводов связаны угасание энергии, плохое настроение, вялость и апатичность. Их избыток приводит к снижению тонуса мышц, рыхлости тканей, увеличению массы тела. Болезни при избытке углеводов в организме протекают тяжелее и сопровождаются осложнениями.

Кто главный?

Белки, жиры и углеводы — это «фундамент», «стены» и «крыша». Чтобы «здание» не перекосило, нужно поддерживать их баланс, особенно в детском возрасте. Человек, не получающий достаточного количества пищи, и, следовательно, питательных веществ, голодает — его организм расходует все, что может, чтобы вырабатывать энергию. В том числе питательные вещества собственных тканей — и из-за этого голодающие дети плохо растут.

Иногда из триады «белки, жиры, углеводы» пытаются вычленить главный элемент, оставляя первенство за белками. Но это неверно. Важно, чтобы питание было сбалансированным и организм получал все виды пищевых веществ. К примеру, преимущественно углеводное питание при дефиците потребления белка и жира наносит большой вред организму, вызывая отставание в росте и в общем развитии.

Суточные нормы

Специалисты Роспотребнадзора определили норму потребления белков, жиров и углеводов для российских граждан, сообразуясь с физиологическими потребностями организма в разном возрасте.

Так, дети 3–6 лет для полноценного развития должны в сутки употреблять не менее 1800 ккал. Чтобы получить необходимый калораж, ребенку нужно в день съесть не менее 54 г белковой пищи (65% — животного происхождения), не менее 60 г продуктов, содержащих жиры (10% — животного происхождения), углеводы — не менее 261 г.

По мнению специалистов, соотношение белков, жиров и углеводов в ежедневном рационе ребенка 3–6 лет должно быть 1:1:4.

Однако тут играют роль индивидуальные особенности организма, поэтому если вы считаете, что вашему ребенку нужно больше тех или иных питательных веществ, эту формулу можно скорректировать под наблюдением врача.

                                           

Источники:

Проект «Здоровое питание от А до Я»

Сайт Роспотребнадзора  

Каковы ключевые функции углеводов?

Кейт Пирсон, доктор философии, доктор медицинских наук, 9 ноября 2017 г.

С точки зрения биологии, углеводы — это молекулы, содержащие атомы углерода, водорода и кислорода в определенных соотношениях.

Но в мире питания это одна из самых спорных тем.

Некоторые считают, что путь к оптимальному здоровью — это есть меньше углеводов, в то время как другие предпочитают диету с высоким содержанием углеводов. Тем не менее, другие настаивают на умеренности.

К какой бы позиции вы ни относились в этом споре, трудно отрицать, что углеводы играют важную роль в организме человека. В этой статье освещаются их основные функции.

Одной из основных функций углеводов является обеспечение организма энергией.

Большинство углеводов в продуктах, которые вы едите, перевариваются и расщепляются до глюкозы, прежде чем попасть в кровоток.

Глюкоза в крови поглощается клетками вашего тела и используется для производства топливной молекулы, называемой аденозинтрифосфатом (АТФ), посредством ряда сложных процессов, известных как клеточное дыхание. Затем клетки могут использовать АТФ для выполнения различных метаболических задач.

Большинство клеток организма могут производить АТФ из нескольких источников, включая пищевые углеводы и жиры. Но если вы соблюдаете диету со смесью этих питательных веществ, большинство клеток вашего тела предпочтут использовать углеводы в качестве основного источника энергии (1).

Резюме

Одной из основных функций углеводов является обеспечение организма энергией. Ваши клетки превращают углеводы в молекулу топлива АТФ посредством процесса, называемого клеточным дыханием.

Если в вашем организме достаточно глюкозы для удовлетворения его текущих потребностей, избыток глюкозы может быть сохранен для последующего использования.

Эта хранимая форма глюкозы называется гликогеном и в основном содержится в печени и мышцах.

Печень содержит приблизительно 100 г гликогена. Эти хранящиеся молекулы глюкозы могут высвобождаться в кровь для обеспечения организма энергией и поддержания нормального уровня сахара в крови между приемами пищи.

В отличие от гликогена печени, гликоген мышц может использоваться только мышечными клетками. Это жизненно важно для использования во время длительных периодов высокоинтенсивных упражнений. Содержание мышечного гликогена варьируется от человека к человеку, но составляет примерно 500 граммов (2).

В условиях, когда у вас есть вся глюкоза, необходимая вашему телу, и ваши запасы гликогена полны, ваше тело может преобразовывать избыточные углеводы в молекулы триглицеридов и откладывать их в виде жира.

Резюме

Ваше тело может преобразовывать дополнительные углеводы в запасенную энергию в виде гликогена. Несколько сотен граммов могут храниться в вашей печени и мышцах.

Хранение гликогена — это лишь один из нескольких способов, с помощью которых организм обеспечивает достаточное количество глюкозы для выполнения всех своих функций.

При недостатке глюкозы из углеводов мышцы также могут расщепляться на аминокислоты и превращаться в глюкозу или другие соединения для выработки энергии.

Очевидно, это не идеальный сценарий, поскольку мышечные клетки имеют решающее значение для движения тела. Серьезные потери мышечной массы связаны с плохим здоровьем и повышенным риском смерти (3).

Тем не менее, это один из способов, которым организм обеспечивает адекватную энергию для мозга, которому требуется некоторое количество глюкозы для получения энергии даже в периоды длительного голодания.

Потребление хотя бы небольшого количества углеводов является одним из способов предотвращения потери мышечной массы, связанной с голоданием. Эти углеводы уменьшат разрушение мышц и обеспечат глюкозу в качестве энергии для мозга (4).

Другие способы сохранения мышечной массы без углеводов будут рассмотрены далее в этой статье.

Резюме

В периоды голодания, когда углеводы недоступны, организм может преобразовывать аминокислоты из мышц в глюкозу, чтобы обеспечить мозг энергией. Потребление хотя бы некоторых углеводов может предотвратить распад мышц в этом сценарии.

В отличие от сахаров и крахмалов, пищевые волокна не расщепляются до глюкозы.

Вместо этого этот тип углеводов проходит через организм непереваренным. Его можно разделить на два основных типа клетчатки: растворимую и нерастворимую.

Растворимая клетчатка содержится в овсе, бобовых и внутренней части фруктов и некоторых овощей. Проходя через тело, он втягивает воду и образует гелеобразное вещество. Это увеличивает объем вашего стула и смягчает его, облегчая дефекацию.

Обзор четырех контролируемых исследований показал, что растворимая клетчатка улучшает консистенцию стула и увеличивает частоту дефекации у пациентов с запорами. Кроме того, это уменьшило напряжение и боль, связанные с дефекацией (5).

С другой стороны, нерастворимая клетчатка помогает облегчить запоры, увеличивая объем стула и немного ускоряя его продвижение по пищеварительному тракту. Этот тип клетчатки содержится в цельных зернах, кожуре и семенах фруктов и овощей.

Получение достаточного количества нерастворимой клетчатки также может защитить от заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Одно обсервационное исследование, в котором приняли участие более 40 000 мужчин, показало, что более высокое потребление нерастворимой клетчатки связано с 37-процентным снижением риска развития дивертикулярной болезни, заболевания, при котором в кишечнике образуются мешки (6).

Резюме

Клетчатка — это тип углеводов, который способствует хорошему пищеварению, уменьшая запоры и снижая риск заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Безусловно, чрезмерное употребление рафинированных углеводов вредно для сердца и может увеличить риск развития диабета.

Однако употребление большого количества пищевых волокон может улучшить ваше сердце и уровень сахара в крови (7, 8, 9).

Когда вязкая растворимая клетчатка проходит через тонкий кишечник, она связывается с желчными кислотами и препятствует их реабсорбции. Чтобы вырабатывать больше желчных кислот, печень использует холестерин, который в противном случае был бы в крови.

Контролируемые исследования показывают, что ежедневный прием 10,2 г добавки с растворимой клетчаткой под названием подорожник может снизить уровень «плохого» холестерина ЛПНП на 7% (10).

Кроме того, обзор 22 обсервационных исследований подсчитал, что риск сердечных заболеваний снижался на 9% для каждых дополнительных 7 граммов пищевых волокон, потребляемых людьми в день (11).

Кроме того, клетчатка не повышает уровень сахара в крови, как другие углеводы. На самом деле, растворимая клетчатка помогает задержать всасывание углеводов в пищеварительном тракте. Это может привести к снижению уровня сахара в крови после еды (12).

Обзор 35 исследований показал значительное снижение уровня сахара в крови натощак, когда участники ежедневно принимали добавки с растворимой клетчаткой. Это также снизило их уровень A1c, молекулы, которая указывает средний уровень сахара в крови за последние три месяца (13).

Хотя клетчатка снижала уровень сахара в крови у людей с преддиабетом, она была наиболее эффективной у людей с диабетом 2 типа (13).

Резюме

Избыток рафинированных углеводов может увеличить риск сердечных заболеваний и диабета. Клетчатка — это тип углеводов, который связан со снижением уровня «плохого» холестерина ЛПНП, снижением риска сердечных заболеваний и улучшением гликемического контроля.

Как видите, углеводы участвуют в нескольких важных процессах. Однако у вашего тела есть альтернативные способы выполнения многих из этих задач без углеводов.

Почти каждая клетка вашего тела может генерировать топливную молекулу АТФ из жира. Фактически, самая большая форма запаса энергии в организме — это не гликоген, а молекулы триглицеридов, хранящиеся в жировой ткани.

Большую часть времени мозг использует в качестве топлива почти исключительно глюкозу. Однако во время длительного голодания или диеты с очень низким содержанием углеводов мозг переключает свой основной источник топлива с глюкозы на кетоновые тела, также известные как кетоны.

Кетоны представляют собой молекулы, образующиеся при распаде жирных кислот. Ваше тело создает их, когда углеводы недоступны для обеспечения вашего тела энергией, необходимой ему для функционирования.

Кетоз возникает, когда организм вырабатывает большое количество кетонов для использования в качестве энергии. Это состояние не обязательно опасно и сильно отличается от осложнения неконтролируемого диабета, известного как кетоацидоз.

Однако, несмотря на то, что кетоны являются основным источником топлива для мозга во время голодания, мозгу по-прежнему требуется около одной трети энергии, получаемой из глюкозы в результате распада мышц и других источников в организме (14).

Используя кетоны вместо глюкозы, мозг заметно уменьшает количество мышц, которые необходимо расщепить и преобразовать в глюкозу для получения энергии. Этот сдвиг является жизненно важным методом выживания, который позволяет людям жить без еды в течение нескольких недель.

Резюме

У организма есть альтернативные способы получения энергии и сохранения мышечной массы во время голодания или диеты с очень низким содержанием углеводов.

Углеводы выполняют несколько ключевых функций в организме.

Они обеспечивают вас энергией для выполнения повседневных задач и являются основным источником топлива для удовлетворения высоких энергетических потребностей вашего мозга.

Клетчатка — это особый вид углеводов, который способствует хорошему пищеварению и может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.

В целом углеводы выполняют эти функции у большинства людей. Однако, если вы соблюдаете низкоуглеводную диету или пищи не хватает, ваше тело будет использовать альтернативные методы для производства энергии и подпитки вашего мозга.

Функции углеводов в организме – питание человека [УСТАРЕЛО]

Глава 4. Углеводы

В организме человека углеводы выполняют пять основных функций. Они производят энергию, хранят энергию, строят макромолекулы, экономят белок и помогают в метаболизме липидов.

Производство энергии

Основная роль углеводов заключается в снабжении энергией всех клеток организма. Многие клетки предпочитают глюкозу в качестве источника энергии по сравнению с другими соединениями, такими как жирные кислоты. Некоторые клетки, такие как эритроциты, способны производить клеточную энергию только из глюкозы. Мозг также очень чувствителен к низким уровням глюкозы в крови, потому что он использует только глюкозу для производства энергии и функций (если только не находится в условиях экстремального голодания). Около 70 процентов глюкозы, поступающей в организм в результате пищеварения, перераспределяется (печенью) обратно в кровь для использования другими тканями.

Клетки, которым требуется энергия, удаляют глюкозу из крови с помощью транспортного белка в своих мембранах. Энергия глюкозы исходит от химических связей между атомами углерода. Энергия солнечного света требовалась для образования этих высокоэнергетических связей в процессе фотосинтеза. Клетки в нашем организме разрывают эти связи и захватывают энергию для осуществления клеточного дыхания. Клеточное дыхание — это в основном контролируемое сжигание глюкозы по сравнению с неконтролируемым сжиганием. Клетка использует множество химических реакций на нескольких ферментативных стадиях, чтобы замедлить высвобождение энергии (без взрыва) и более эффективно улавливать энергию, удерживаемую химическими связями в глюкозе.

Первая стадия распада глюкозы называется гликолизом. Гликолиз, или расщепление глюкозы, представляет собой сложную серию из десяти стадий ферментативной реакции. Второй этап распада глюкозы происходит в органеллах фабрики энергии, называемых митохондриями. Один атом углерода и два атома кислорода удаляются, что дает больше энергии. Энергия этих углеродных связей переносится в другую область митохондрий, делая клеточную энергию доступной в форме, которую клетки могут использовать.

Рисунок 4.10 Клеточное дыхание

Клеточное дыхание — это процесс, посредством которого энергия захватывается из глюкозы.

Аккумулятор энергии

Если в организме уже достаточно энергии для поддержания своих функций, избыток глюкозы откладывается в виде гликогена (большая часть которого хранится в мышцах и печени). Молекула гликогена может содержать более пятидесяти тысяч отдельных единиц глюкозы и сильно разветвлена, что позволяет глюкозе быстро распространяться, когда она необходима для производства клеточной энергии.

Количество гликогена в организме в любой момент времени эквивалентно примерно 4000 килокалориям: 3000 в мышечной ткани и 1000 в печени. Длительное использование мышц (например, упражнения в течение более нескольких часов) может истощить энергетический запас гликогена. Помните, что это называется «ударом в стену» или «стуком» и характеризуется усталостью и снижением физической работоспособности. Наступает ослабление мышц, потому что для преобразования химической энергии жирных кислот и белков в полезную энергию требуется больше времени, чем для преобразования глюкозы. После длительных упражнений гликоген уходит, и мышцы должны больше полагаться на липиды и белки в качестве источника энергии. Спортсмены могут немного увеличить свой запас гликогена, снизив интенсивность тренировок и увеличив потребление углеводов до 60-70 процентов от общего количества калорий за три-пять дней до соревнования. Людям, которые не занимаются тяжелыми тренировками и решили пробежать 5-километровый забег ради удовольствия, не нужно съедать большую тарелку макарон перед забегом, поскольку без длительных интенсивных тренировок не произойдет адаптации увеличенного мышечного гликогена.

Печень, как и мышцы, может запасать энергию глюкозы в виде гликогена, но, в отличие от мышечной ткани, она жертвует своей запасенной энергией глюкозы другим тканям организма, когда уровень глюкозы в крови низкий.

Приблизительно четверть общего содержания гликогена в организме находится в печени (что эквивалентно примерно четырехчасовому запасу глюкозы), но это сильно зависит от уровня активности. Печень использует этот запас гликогена, чтобы поддерживать уровень глюкозы в крови в узком диапазоне между приемами пищи. Когда запасы гликогена в печени истощаются, глюкоза вырабатывается из аминокислот, полученных при разрушении белков, для поддержания метаболического гомеостаза.

Создание макромолекул

Хотя большая часть поглощаемой глюкозы используется для производства энергии, некоторое количество глюкозы превращается в рибозу и дезоксирибозу, которые являются важными строительными блоками важных макромолекул, таких как РНК, ДНК и АТФ. Глюкоза дополнительно используется для образования молекулы НАДФН, которая важна для защиты от окислительного стресса и используется во многих других химических реакциях в организме. Если вся энергия, запасы гликогена и строительные потребности организма удовлетворены, избыток глюкозы может быть использован для образования жира. Вот почему диета со слишком высоким содержанием углеводов и калорий может привести к увеличению веса — тема, которая будет обсуждаться в ближайшее время.

Рисунок 4.11 Химическая структура дезоксирибозы

Молекула сахара дезоксирибоза используется для построения основы ДНК. Изображение предоставлено rozeta / CC BY-SA 3.0

Рисунок 4.12 Двухцепочечная ДНК

Изображение от Forluvoft / Public Domain

В ситуации, когда глюкозы недостаточно для удовлетворения потребностей организма, глюкоза синтезируется из аминокислот. Поскольку запасной молекулы аминокислот нет, этот процесс требует разрушения белков, в первую очередь из мышечной ткани. Присутствие достаточного количества глюкозы в основном избавляет расщепление белков от использования для производства глюкозы, необходимой организму.

По мере повышения уровня глюкозы в крови использование липидов в качестве источника энергии подавляется. Таким образом, глюкоза дополнительно оказывает «жиросберегающий» эффект.