Каковы функции углеводов в клетке?

Питание

Углеводы в организме ребенка

Невозможно представить здоровое питание, в состав которого не входили бы углеводы. Ведь они – одни из ключевых веществ для организма человека, без которых полноценное существование просто невозможно. Однако при этом именно углеводы и их правильное потребление чаще всего подробно обсуждаются специалистами – эндокринологами, кардиологами, диетологами и другими. Как же правильно составить рацион, и когда углеводы благо, а когда опасность, расскажет MedAboutMe.

Полноценное питание человека невозможно без углеводов, поскольку именно они являются главным источником энергии. В отличие от ребенка, в организме которого еще не сформированы необходимые запасы и не налажены метаболические процессы, взрослый в критических ситуациях может какое-то время прожить без углеводов.

Углеводы у мужчин

В теле мужчины мышечная масса играет важную роль, в норме может доходить до 50% всего объема тканей. А поскольку именно мышцы требуют наибольшее количество энергии, являются наиболее активной с точки зрения метаболизма тканью в организме, рацион мужчины может содержать больше углеводов, чем женский.

При этом для поддержания формы мужчинам необходимо обращать внимание на тип продукта, минимизировать простые углеводы – каши, сладкое, мучное и пр.

Углеводы у женщин

Содержание углеводов в меню женщин должно высчитываться более точно, поскольку за счет наличия большего процента жировой ткани организм нуждается в меньшем количестве энергии. Важно рассчитывать свою норму калорий соответственно с образом жизни.

  • При больших физических нагрузках к дневной норме можно добавить в среднем 200 г углеводных продуктов. В том числе частично рацион можно дополнить и простыми углеводами.
  • При сидячем образе жизни, работе в офисе и прочем желательно составлять диету, в основе которой будут лежать сложные углеводы – овощи, некоторые фрукты и бобовые (см. Таблицу углеводов в конце статьи).
  • С возрастом метаболические процессы замедляются, поэтому пожилым женщинам необходимо менее калорийное меню, а также сокращение углеводных продуктов в рационе.

Обмен веществ в организме ребенка ускорен, поэтому он нуждается в повышенном уровне энергии. А это значит, что углеводы должны составлять основную часть детского рациона. При этом в отличие от взрослых диет здоровое питание ребенка вполне может включать достаточный уровень простых углеводов. Среди них:

  • хлебобулочные изделия,
  • мучные блюда,
  • рисовая каша, макароны,
  • чай и сок с добавлением сахара.

Дополнять меню необходимо и сложными углеводами – свежими овощами, фруктами и ягодами. Питание ребенка должно быть дробным – 5-6 раз в день. При этом простые углеводы (например, булочка с чаем) вполне могут составлять полноценный перекус. Такие продукты и режим помогут организму ребенка адекватно поддерживать необходимый уровень глюкозы в крови.

В норме ежедневное питание ребенка 7-10 лет должно содержать приблизительно 2400 калорий. Если же с углеводами энергии будет поступать недостаточно, организм начнет добывать ее из белков и жиров. При патологическом процессе продукты распада, кетоновые тела (ацетон и другие компоненты), не могут в полной мере выводиться из организма и вызывают ацетонемию.

  • Недостаточное содержание углеводов в ежедневном меню.
  • Голодания, пропущенные приемы пищи.
  • Избыток жиров и белков в рационе, который приводит к тому, что их излишек не усваивается и должен выводиться организмом. Часто это связано с низкоуглеводной диетой.
  • Интенсивные физические нагрузки, стресс.

Ацетонемия повышает уровень ацетона и в моче, поэтому проще всего ее диагностировать на основе специальных тест-полосок. Если анализ показал высокий уровень кетоновых тел, необходимо пересмотреть диету ребенка, расширить содержание углеводов в ней.

Кроме этого, ацетонемия может быть признаком сахарного диабета 1-го типа – при этом заболевании уровень глюкозы может оставаться в норме или даже повышаться, но сахар не усваивается организмом из-за недостатка инсулина. Диабет 1-го типа является патологией поджелудочной железы и часто проявляется именно в детском возрасте.

Углеводы – органические вещества, главный источник бодрости для живых организмов, из них синтезируется глюкоза, которая циркулирует в крови и обеспечивает клетки необходимой энергией. Без них полноценное функционирование и метаболические процессы просто невозможны. Поэтому в рационе углеводы должны присутствовать каждый день и, по мнению диетологов, составлять его основу.

Полноценное питание предполагает внесение в рацион достаточно большого разнообразия продуктов. По современным нормам диетологии основная часть рациона, около 50-70%, должна приходиться именно на углеводы. А это значит, что большую часть стандартной диеты могут составлять блюда, приготовленные из таких категорий продуктов:

  • овощи,
  • фрукты,
  • ягоды,
  • зерновые.

Углеводы во время беременности

При этом углеводы содержатся и в продуктах, которые не относятся к категории здорового питания. Из рациона лучше исключить:

  • сладости,
  • сдобу,
  • макаронные изделия, хлеб.

Именно блюда из перечисленных категорий относятся к простым углеводам. Они способствуют увеличению массы тела, а также развитию ряда болезней, в том числе и сахарного диабета 2-го типа.

Функции углеводов

Первая и главная функция углеводов – обеспечение организма энергией. Молекулы АТФ, которые являются источником энергии для всех процессов в организме, вырабатываются в результате гликолиза – расщепления глюкозы. АТФ, в частности, позволяет мышцам сокращаться, а телу двигаться. В том случае если уровень углеводов недостаточен, молекулы АТФ начинают синтезироваться из жиров и аминокислот.

Кроме этого, углеводы в организме обеспечивают и такие процессы:

  • Снабжение витаминами В1, В2, В3, В9 (фолиевая кислота), а также минералами (железо, цинк, хром, фосфор, магний).
  • Поступление в организм антиоксидантов, которые защищают клетки от свободных радикалов и препятствуют старению.
  • Участие в регуляции осмотического давления в крови, что обеспечивает нормальную работу и жизнь ее компонентов, в частности, эритроцитов.
  • Запасание энергии. После поступления пищи уровень глюкозы в крови повышается, и ее избыток организм перерабатывает в сложный углевод гликоген, который запасается в мышцах и печени. Когда уровень глюкозы снова понижается, этот резерв активизируется.
  • Идентификация клеток. Углеводы входят во многие клеточные рецепторы, находящиеся на внешней мембране. За счет них клетки могут опознавать друг друга.

Углеводы должны составлять основную часть рациона. Средняя потребность в углеводах в день для взрослого зависит от индивидуальных потребностей самого организма. Например, если человек ведет малоподвижный образ жизни, ему хватит 50-150 г (речь идет не о продуктах, содержащих углеводы, а именно о самом веществе). Норма для спортсмена будет выше – может доходить до 370 г в день.

Важно учитывать, что углеводы необходимо употреблять в течение дня. Связано это с тем, что способность запасать их в виде гликогена у организма ограничена – за один раз печень может накопить до 100-120 г. Поэтому если во время еды углеводов будет больше, они отложатся в виде жировых накоплений. Также, если гликоген не израсходован до следующего приема пищи, способность запасать его в печени понижается. Именно поэтому в правилах здорового образа жизни и поддержания веса в норме всегда есть рекомендация питаться регулярно и небольшими порциями.

Категории людей, которым необходимо повышенное содержание углеводов:

  • Дети.
  • Беременные женщины.
  • Спортсмены.
  • Люди с диагностированными болезнями обмена веществ (ускоренный метаболизм).
  • Люди в период выздоровления, после отмены постельного режима.

Категории людей, которым рекомендовано снижать уровень углеводов в день, в частности, уменьшать их порцию за один прием пищи:

  • Страдающие от избыточного веса, ожирения.
  • Ведущие малоподвижный образ жизни.
  • Пожилые люди.
  • Люди с нарушениями метаболизма, в частности, нарушениями регуляции глюкозы в крови – сахарным диабетом.

При этом полное исключение углеводов из рациона не рекомендуется никому.

Углеводы в продуктах могут стать главным источником лишнего веса, а могут помочь похудению. При этом необходимо учитывать, что любое здоровое питание предполагает преимущественно углеводную пищу – овощи, фрукты, ягоды и прочее. А вот низкоуглеводные диеты могут нанести вред здоровью, нарушить метаболизм. Поэтому необходимые человеку углеводы нельзя убирать из рациона ни в процессе похудения, ни при интенсивных занятиях спортом.

Углеводы и диета

Сколько углеводов нужно потреблять при диете? В некоторых случаях при диетическом питании может быть рекомендовано кратковременное сокращение таких продуктов до 20% от общего количества пищи в день. Однако такие изменения должны быть разрешены врачом и проходить только под контролем диетолога. Самостоятельно прописанные низкоуглеводные диеты могут привести к тяжелым последствиям для здоровья:

  • Отравление продуктами распада жиров.

Прекращение поступления глюкозы из углеводов перестраивает организм – он начинает доставать энергию из существующих запасов. Однако вместе с этим подобные изменения являются вынужденными и воспринимаются различными системами как сигнал опасности. Как результат, организм может перейти в режим выживания – замедлить обменные процессы, перестроиться на накопление запасов.

Общее понятие об углеводах

С точки зрения химии углеводами называются сложные кислородсодержащие органические соединения, состав которых выражается общей формулой Cn(H2O)m. При этом индексы должны быть либо равны, либо больше четырех.

Каковы функции углеводов в клетке?

Общее содержание углеводов в клетках живых организмов неодинаково. Так, растительные содержат их около 80%, тогда как животные – всего 2-3%. Сами по себе данные молекулы не зря получили такое название. Ведь оно как раз и отражает их атомарный состав: атомы углерода и молекулы воды, соединенные определенным образом.

Функции углеводов в клетке схожи для растений, животных и человека. Какие они, рассмотрим ниже. Кроме того, сами по себе данные соединения очень различны. Существует целая классификация, которая объединяет их все в одну группу и делит при этом на разные ветви в зависимости от строения и состава.

Каково же строение молекул этого класса? Ведь именно это и будет определять, каковы функции углеводов в клетке, какую роль они будут играть в ней. С химической точки зрения все рассматриваемые вещества – это альдегидоспирты. В состав их молекулы входит альдегидная группировка -СОН, а также спиртовые функциональные группы -ОН.

Существует несколько вариантов формул, с помощью которых можно изобразить строение углевода.

  1. Молекулярная – отражает качественный и количественный состав соединения, но не показывает связи между атомами и не говорит о строении и свойствах.
  2. Структурная. Полная или сокращенная, отражает порядок соединения атомов в молекуле, поэтому по ней можно спрогнозировать свойства.
  3. Проекционные формулы Фишера. Сочетание горизонтальных и вертикальных линий, пересечение которых совпадает с количеством стереоцентральных атомов углерода. При этом атом альдегидной группы показывается отдельно.
  4. Формулы Хеуорса. Используются для написания циклической структуры сахаров, как простых, так и сложных.
    основная функция углеводов в клетке

Глядя на последние две формулы, можно спрогнозировать функции углеводов в клетке. Ведь станут понятны их свойства, а отсюда и роль.

Химические свойства, которые проявляют сахара, объясняются наличием двух разных функциональных групп. Так, например, как и спирты многоатомные, углеводы способны давать качественную реакцию со свежеосажденным гидроксидом меди (II), а как альдегиды, окисляются до глюконовой кислоты в результате реакции серебряного зеркала.

Классификация углеводов

Так как рассматриваемых молекул большое разнообразие, то химиками была создана единая классификация, которая объединяет все схожие соединения в определенные группы. Так, выделяют следующие типы сахаров.

  1. Простые, или моносахариды. Содержат одну субъединицу в составе. Среди них выделяют пентозы, гексозы, гептозы и прочие. Самые важные и распространенные – рибоза, галактоза, глюкоза и фруктоза.
  2. Сложные. Состоят из нескольких субъединиц. Дисахариды – из двух, олигосахариды – от 2 до 10, полисахариды – больше 10. Самые важные среди них: сахароза, мальтоза, лактоза, крахмал, целлюлоза, гликоген и прочие.

Функции углеводов в клетке и организме очень важны, поэтому значение имеют все перечисленные варианты молекул. Для каждой из них отводится своя роль. Какие же это функции, рассмотрим ниже.

Функции углеводов в клетке

Их несколько. Однако существуют те, которые можно назвать основными, определяющими, и есть второстепенные. Чтобы лучше разобраться в данном вопросе, следует все их перечислить более структурировано и понятно. Так мы выясним функции углеводов в клетке. Таблица, приведенная ниже, нам в этом поможет.

Функция Пример углевода
Энергетическая Глюкоза, фруктоза, сахароза и прочие
Резервная или запасающая Крахмал – у растений, гликоген – у животных
Структурная Целлюлоза, полисахариды в совокупности с липидами
Защитная Формируют слизевые защитные слои – гетероолигосахариды
Антикоагулянтная Гепарин
Источники углерода Все углеводы

Очевидно, что переоценить значение рассматриваемых веществ сложно, так как именно они лежат в основе многих жизненно важных процессов. Рассмотрим некоторые функции углеводов в клетке более подробно.

Из тех функций, что мы перечислили, безусловно, можно выделить самую главную. Ведь все же задача каждого продукта, содержащего рассматриваемые вещества, – усвоиться, расщепиться и дать организму необходимую для жизни энергию.

Поэтому основная функция углеводов в клетке – энергетическая. Без достаточного количества жизненных сил не сможет нормально протекать ни один процесс, как внутренний, так и наружный (движение, мимика лица и прочее). А больше, чем углеводы, ни одно вещество не может дать энергетический выход. Поэтому мы и обозначаем данную роль как самую важную и значимую.

Энергетическая функция

Одна из самых важных. Никакие продукты питания, потребляемые человеком, не способны дать ему такое количество килокалорий, как углеводы. Ведь именно 1 грамм данных веществ расщепляется с высвобождением 4,1 ккал (38,9 кДж) и 0,4 грамма воды. Такой выход способен обеспечить энергией работу всего организма.

Поэтому с уверенностью можно сказать, что углеводы в клетке выполняют функции поставщиков или источников силы, энергии, возможности к существованию, к осуществлению любого вида деятельности.

Каковы функции углеводов в клетке?

Давно замечено, что именно сладости, которые являются углеводами по большей части, способны быстро восстановить силы и придать энергии. Это касается не только физических тренировок, нагрузок, но и мыслительной деятельности. Ведь чем больше человек думает, решает, размышляет, учит и прочее, тем больше биохимических процессов происходит в его головном мозге. А для их осуществления нужна энергия. Где ее взять? Ответ простой: углеводы, вернее, продукты, которые их содержат, дадут ее.

Энергетическая функция, которую выполняют рассматриваемые соединения, позволяет не только двигаться и думать. Энергия нужна и на многие другие процессы:

  • построения структурных частей клетки;
  • газообмена;
  • пластического обмена;
  • выделения;
  • кровообращения и проч.

Все жизненно важные процессы требуют источника энергии для своего существования. Это и обеспечивают для живых существ углеводы.

Это основная роль таких органических соединений, и только они дают больше всего энергии. Так, при распаде 1 грамма освобождается 4,1 ккал (38,9 кДж) и 0,4 грамма воды. Такой энергии не может дать ни один другой элемент клетки, поэтому они обеспечивают весь организм нужным ее количеством. Именно они поддерживают тонус, придают жизненные силы и энергию, а главное – позволяют организмам существовать.

Энергетическую миссию выполняют мальтоза, сахароза, фруктоза и глюкоза. Они служат источниками клеточного дыхания, энергией для прорастания семян, фотосинтеза и других важных биологических процессов.

Важно! Шоколадки, конфеты и другие сладости, помимо выделения гормона радости, также содержат огромное количество сахаридов, поэтому и являются отличным источником энергии и заряда бодрости. Это и есть главная функция простых углеводов в клетке.

Такая энергия позволяет человеку активно заниматься спортом, умственной деятельностью, а также участвуют во многих жизненно важных системах:

  • газообменная,
  • выделительная,
  • кровеносная,
  • строительная и другие.

Поэтому без энергетической подпитки человек не сможет нормально существовать.

Белки, жиры и углеводы: сбалансированный рацион

Для поддержания здоровья и получения необходимых питательных веществ рацион должен быть сбалансирован. В норме белки, жиры и углеводы должны присутствовать в таком соотношении:

  • 15-20% – белки.
  • 30% – жиры (преимущественно растительные).
  • 50-60% – углеводы.

Соотношение белков, жиров и углеводов может меняться в том случае, если человек наращивает массу или, наоборот, сбрасывает вес.

  • Похудение – белки увеличиваются до 50%, а углеводы сокращаются до 20% (только временная мера и только под контролем врача).
  • Набор веса – углеводы остаются в пределах 40-60%, а белки увеличиваются до 35%.

Важно учитывать и калорийность продуктов. Так, в упрощенной схеме принято считать, что 1 грамм белков и углеводов содержит 4 калории, а жиры – 9 калорий. Однако в отличие от белков некоторые углеводы могут резко повышать в крови уровень глюкозы и способствовать накапливанию сначала молекул гликогена в печени, а потом и увеличению жировой массы.

В общей сложности белки, жиры и углеводы должны давать такое количество калорий в день:

  • Дети до 6 лет – не более 1900 ккал.
  • От 6 до 10 лет – 2300 ккал.
  • Подростки (11-17 лет) – 2700 ккал (для девушек), 3100 ккал (для юношей).
  • Мужчины 18-40 лет – в среднем 3500 ккал.
  • Женщины 18-40 лет – в среднем 2800 ккал.
  • Мужчины после 40 лет – не более 3500 ккал, в среднем 2700 ккал.
  • Женщины после 40 лет – в среднем 2500 ккал.
  • Беременные и кормящие грудью – до 3500 ккал.
  • Спортсмены – 3500-5000 ккал.

Количество необходимых калорий в день зависит от индивидуальных особенностей организма и может меняться на протяжении года или даже недели. Например, в дни, когда человек занимается спортом, калорийность может быть максимальной, а вот во время болезни при постельном режиме ее лучше сократить. Также калорийность сокращается при программе похудения и может составлять всего 1800 ккал в день.

Белки и углеводы

Продукты, содержащие в чистом виде белки, жиры или углеводы, встречаются крайне редко. Чаще всего в их составе присутствуют разные составляющие. Примером могут быть различные виды злаковых, бобовые и овощи, которые, несмотря на то что являются углеводными продуктами, содержат полезный растительный белок.

  • Спаржа (содержит 3,2 г белка в 100 г).
  • Цветная капуста (содержит 2,3 г белка на 100 г).
  • Шпинат (4,5 г белка на 100 г).
  • Брокколи (5,8 г на 100 г).
  • Фасоль (3,1 г на 100 г). Бобовые необходимо употреблять с осторожностью тем, у кого есть проблемы с работой ЖКТ, поскольку эти продукты могут вызывать вздутия, метеоризм и прочее.
  • Овес (6 г на 100 г). Овсяная каша улучшает работу кишечника и в сравнении с другими крупами является продуктом с низким гликемическим индексом.
  • Стебель сельдерея (1,5 г на 100 г).
  • Арахис (26 г белка в 100 г), миндаль (20 г на 100 г). Продукт нужно потреблять с осторожностью людям, склонным к аллергиям. Также необходимо учитывать, что в составе наряду с углеводами в большом количестве присутствуют растительные жиры. Они приносят меньший вред при похудении, чем животные жиры, но все же существенно повышают общую калорийность.
  • Сухофрукты (в среднем около 3 г на 100 г). Чернослив, курага и даже сушеные бананы могут быть источниками белка. Однако нужно учитывать, что углеводы в продуктах быстрые, а значит, способны приводить к скачкам сахара в крови.

Жиры и углеводы

Точно так же как есть углеводные продукты, содержащие повышенный процент белка, существуют и те, которые сочетают жиры и углеводы. Растительные жиры (ненасыщенные жирные кислоты) полезны для организма, они помогают уменьшать «плохой» холестерин и повышать уровень «хорошего». Тем самым предотвращать сердечно-сосудистые заболевания.

Роль углеводов в организме

Среди наиболее популярных продуктов, содержащих жиры и углеводы, такие:

  • грецкие орехи,
  • миндаль,
  • арахис,
  • кешью,
  • авокадо,
  • семена кунжута и подсолнечника.

Такие продукты необходимо обязательно вводить в рацион, но в небольших количествах. К тому же, чтобы жиры в них оставались полезными, их следует употреблять в сыром виде.

Пластическая

Другое название данной функции – строительная, или структурная. Оно говорит само за себя. Углеводы принимают активное участие в построении важных макромолекул в организме, таких как:

  • ДНК.
  • РНК.
  • АТФ.
  • АДФ и прочие.

Именно благодаря рассматриваемым нами соединениям происходит формирование гликолипидов – одних из важнейших молекул клеточных мембран. Кроме того, из целлюлозы, то есть полисахарида, построена клеточная стенка растений. Она же – основная часть древесины.

Если же говорить о животных, то у членистоногих (ракообразных, пауков, клещей), протистов в состав клеточной мембраны входит хитин – полисахарид. Этот же компонент встречается в клетках грибов.

Таким образом, углеводы в клетке выполняют функции строительного материала и позволяют формироваться многим новым структурам и распадаться старым с высвобождением энергии.

Состав углеводов

Все углеводы состоят из простых структурных единиц – сахаридов. Именно они превращаются в глюкозу – необходимую энергию для работы организма. В зависимости от того насколько много таких структурных единиц содержит углевод, принято выделять несколько групп:

  • Простейшие углеводы (моносахариды) – те, в составе которых содержится лишь один сахарид. Собственно, и сама глюкоза, циркулирующая в крови человека, также является однокомпонентным углеводом.
  • Простые углеводы (дисахариды) заключают две единицы и в организме должны пройти минимальный процесс разложения на элементы, которые могут усвоить клетки. К ним относят сахарозу, лактозу, мальтозу.
  • Сложные углеводы (олигосахариды, полисахариды) состоят из 3 и более единиц. Для их усвоения организм должен сначала разложить их на составные части, что может занять время и потребует энергетических затрат.

Разделение на простые и сложные углеводы (простейшие углеводы крайне редко попадают в рацион в чистом виде) – основа для понимания того, какие продукты из этой группы полезны или вредны для организма. Среди белков, жиров и углеводов именно последние наиболее обширная и неоднородная категория. И включение их в рацион обязательно должно идти с учетом того, к какой именно группе они относятся – являются сложными или простыми углеводами.

Гликемический индекс (ГИ) – условные единицы, которые показывают состав углеводов, а точнее то, как быстро они распадаются до составных частиц и соответственно повышают уровень сахара в крови. Все продукты расположены на шкале от 100 до 0, где 100 – это простейшие углеводы, глюкоза. Система была введена в 1981 году, до этого принято было делить все сахариды на простые и сложные.

Гликемический индекс – одно из ключевых значений ценности продуктов. Он важен для людей, следящих за своим весом, тех, кто худеет, а также пациентов с различными заболеваниями углеводного обмена.

Гликемический индекс делится на три категории:

  • Низкий ГИ – от 10 до 40.
  • Средний – от 40 до 70.
  • Высокий – от 70 до 100.

Во время диеты для похудения необходимо выбирать продукты с ГИ ниже 50. При нормальном питании основой рациона должны стать продукты с низким и средним гликемический индексом.

Людям с сахарным диабетом следует особенно внимательно относиться к значениям ГИ, поскольку углеводы с высокими показателями резко повышают уровень сахара в крови. А это может приводить к ухудшению состояния, гипергликемии. Поэтому диабетикам необходимо полностью исключить углеводы с показателем выше 70, а блюда со средним гликемическим индексом свести к минимуму.

Простые углеводы

Простыми углеводами принято называть дисахариды – вещества, состоящие из двух структурных единиц. К ним относят фруктозу, лактозу, сахарозу. Продукты, относящиеся к этой группе, имеют гликемический индекс выше 70. Диетологи, гастроэнтерологи и эндокринологи советуют сокращать потребление таких продуктов. Рекомендации связаны с тем, как именно такие углеводы влияют на уровень глюкозы в крови.

Попадая в пищеварительный тракт, им нужно совсем мало времени для того, чтобы распасться до простых единиц – моносахаридов (глюкозы). Поэтому такие углеводы в организме приводят к резкому скачку сахара. В ответ на резкое увеличение глюкозы реагирует поджелудочная железа, которая вырабатывает гормон инсулин – регулятор сахара в крови и доставщик глюкозы к клеткам.

Сколько углеводов должно быть в рационе

Высокий уровень инсулина может достаточно быстро компенсировать количество глюкозы и даже привести к ее пониженному уровню. Такие скачки человек очень хорошо ощущает – через короткое время после приема пищи с преобладанием простых углеводов может ощущаться усталость (низкий уровень энергии), а также голод (уровень глюкозы в крови снова нужно повышать).

Постоянное питание с преобладанием таких продуктов может привести к тому, что углеводы в организме приведут к серьезным нарушениям здоровья и метаболических процессов.

  • Постоянно повышенный уровень инсулина рано или поздно приводит к развитию резистентности (невосприимчивости) клеток к этому гормону. Такие сбои – первый этап сахарного диабета 2-го типа.
  • Скачки сахара в крови могут сказаться на здоровье сердечно-сосудистой системы. В частности, именно большое количество углеводов этой категории может приводить к атеросклерозу.
  • Постоянная выработка чрезмерного количества инсулина приводит к износу поджелудочной железы, возможно развитие различных болезней органа.
  • Быстрое повышение и последующее понижение глюкозы в крови вызывает чувство голода – человек начинает переедать. А это приводит к ожирению.

Таблицы углеводных продуктов можно найти ниже.

Сложные углеводы

В состав сложных углеводов может входить от 2 до 10 структурных единиц (олигосахариды) и даже до тысяч моносахаридов (полисахариды). Примерами таких сложных углеводов может быть крахмал и целлюлоза. В отличие от описанных выше простых веществ полисахариды полезны для здоровья и рекомендованы диетологами как основа питания.

Связано это с тем же механизмом преобразования их в глюкозу. Для того чтобы добыть из таких продуктов необходимый для энергии сахар, организм человека должен сначала разложить их на составляющие. Это занимает определенное время. Поэтому такие вещества иногда называют медленными углеводами. После еды с содержанием углеводов такого типа глюкоза в крови повышается медленно, по мере высвобождения ее из сложных цепей. Плюсов у такого типа получения энергии несколько:

  • Нет чрезмерной нагрузки на поджелудочную железу, инсулин вырабатывается медленно, не попадает в кровь в избыточном количестве. Это в свою очередь защищает орган от износа, а также предотвращает развитие инсулинорезистентности.
  • Поскольку энергия высвобождается постепенно, у человека нет коротких периодов чрезмерной активности, сменяющейся угнетенным состоянием. После еды можно долго оставаться бодрым.
  • Поддержание глюкозы на достаточном уровне долгое время приводит к чувству насыщения, которое способно держаться несколько часов. Это в свою очередь защищает от переедания.
  • На расщепление таких углеводов в организме всегда затрачивается определенная энергия. В результате количество потребляемых ккал в день увеличивается. Некоторые углеводы с гликемическим индексом ниже 15 вообще могут требовать больших затрат энергии, чем они сами поставляют. Такие продукты очень полезны именно во время диеты для похудения. Однако для полноценного рациона их недостаточно.

К сложным углеводам относят и клетчатку, при этом по своей структуре это настолько сложный полисахарид, что он вообще может лишь частично перевариваться организмом человека. Наряду с другими формами медленных углеводов она содержится во многих продуктах со средним и низким гликемическим индексом. Ценность клетчатки не столько в получении энергии, сколько в других функциях. Например, она улучшает пищеварение, при правильном потреблении способствует очистке кишечника, нормализации перистальтики.

Необходимые человеку углеводы – это именно полисахариды, а вот дисахариды следует сокращать к минимуму или вовсе убирать из рациона.

Запасающая

Данная функция очень важна. Не вся энергия, поступающая в организм с пищей, тратится сразу. Часть остается заключенной в молекулах углеводов и откладывается в виде запасных питательных веществ.

У растений это крахмал, или инулин, в клеточной стенке – целлюлоза. У человека и животных – гликоген, или животный жир. Это происходит для того, чтобы всегда был запас энергии на случай голодания организма. Так, например, верблюды запасают жир не только для получения энергии при его расщеплении, а, по большей части, для высвобождения необходимого количества воды.

Запасающая роль напрямую связана с энергетической ролью сахаров. Ведь энергия, которая поступает в организм, тратится не полностью, часть ее откладывается. Во время «аварийных ситуаций» она освобождается, например, во время голода или заболевания, для борьбы с вирусом.

Для этого предназначены следующие соединения:

  • крахмал (инулин) – содержится в растениях,
  • целлюлоза – также в растительных организмах,
  • лактоза – в молоке млекопитающих животных,
  • гликоген (животный жир) – в организме животных и людей.

Верблюжий жир служит не только запасом нужной энергии, но и может расщепляться в воду.

Таким образом, полисахариды помогают поддерживать нормальную жизнедеятельность.

Регуляторная

Под ней подразумевают способность сахаридов регулировать количество некоторых веществ в организме. Так, например, глюкоза, которая содержится в крови, регулирует гомеостаз и осмотическое давление. А клетчатка, которая плохо усваивается человеческим организмом, имеет грубую структуру, благодаря чему раздражает рецепторы желудка и быстрее продвигается в нем.

Метаболическая

Проявляется в способности моносахаридов синтезироваться в важные элементы для поддержания жизнедеятельности – полисахариды, нуклеотиды, аминокислоты и другие. Все это жизненно важно, поэтому углеводосодержащие продукты должны быть в рационе всегда.

Белки и углеводы

Стоит помнить, что у растений сахариды синтезируются при фотосинтезе, но у животных они никак не появляются сами по себе. Получить нужную их дозу можно только с помощью еды.

Углеводы

Самое большое количество сахаридов содержится в рафинаде и меде. Сахар и рафинад целиком углеводны, а мед содержит глюкозу и фруктозу – до 80% от общей массы.

Большое содержание их в продуктах растений. Наибольшее количество во фруктах, ягодах, овощах, корнеплодах. Большой процент содержания в макаронах, сладостях, в мучных изделиях и продуктах брожения (пиве).

Важно! В продуктах животного происхождения углеводов очень мало. Например, лактоза – молочный сахар, содержится в молоке млекопитающих животных.

Важно помнить, что сахариды, особенно быстрые, являются источниками ожирения человеческого организма. Поэтому употреблять их нужно в очень ограниченном количестве, так, например, сладкое и хлебобулочные изделия, лучше убрать из рациона или свести к минимуму.

Роль углеводов в жизни клетки

Углеводы их функции, значение, где содержатся

Болезни, связанные с углеводным обменом

Жиры и углеводы

Углеводный обмен – основа процессов, проходящих в организме, поскольку без него невозможно нормально обеспечить метаболизм жиров и белков. Правильные обменные процессы связаны с множеством факторов. В частности, на расщепление углеводов влияют ферменты, и при их недостаточном количестве могут развиваться болезни. Важна и восприимчивость клеток к глюкозе, ведь если клетки не могут ее усвоить, это также приводит к серьезным нарушениям работы организма.

Существуют врожденные болезни углеводного обмена или такие нарушения, которые развиваются вследствие патологий. Однако немало метаболических проблем и их последствий связаны с неправильным образом жизни, при котором количество углеводов в рационе завышено.

Избыток и нехватка углеводов в организме проявляются различными симптомами, которые зависят от того, насколько адекватно работает углеводный обмен. Так, при нормальном усвоении глюкозы клетками ее избыток будет проявляться такими признаками:

  • Резкое повышение сахара в крови после приема пищи. Его уровень падает через час-полтора.
  • Высокий уровень инсулина.
  • Увеличение массы тела. Первыми реагируют жировые депо – на талии, животе, бедрах.

В том случае если глюкоза усваивается с нарушениями, избыток углеводов будет проявляться иначе:

  • Постоянное чувство голода.
  • Может наблюдаться потеря веса при нормальном питании.
  • Жажда.
  • Усталость.
  • Высокий уровень сахара в крови (выше 5,5 ммоль/л натощак).

Когда человек ограничивает количество углеводов, организм может реагировать такими симптомами:

  • Усталость, вялость.
  • Головокружения.
  • Резкое похудение.
  • Раздражительность, нервозность.
  • Чувство голода и жажды.
  • Возможны боли в области печени.

Такие признаки могут проявляться в том случае, если длительное время количество углеводов составляет меньше 50% калорий от общего дневного рациона.

Хроническое уменьшение запасов гликогена в печени может провоцировать перерождение тканей органа и нарушение его функций.

В том случае если организм вынужден постоянно добывать энергию из жировых запасов, а не из поступающих с пищей углеводов, может развиться интоксикация продуктами распада липидов. Состояние опасно тем, что может закончиться комой.

При выведении продуктов распада жиров наиболее сильно страдают почки. Может возникать почечная недостаточность, хронический пиелонефрит.

При нарушении метаболизма, связанного с нехваткой углеводов, у человека может развиваться состояние гипогликемии – пониженного сахара в крови. В некоторых случаях оно приводит к коме даже у здорового человека.

В состав углеводов (продуктов) входят не только сахара, но и различные незаменимые витамины. В частности, витамины группы В.

  • Проблемы с пищеварительным трактом, в частности, язвенная болезнь.

Общее состояние человека также существенно меняется. Например, врачами доказана связь ухудшения эмоционального фона и низкого уровня сахара в крови. Раздражительность, плаксивость и даже агрессивность являются характерными признаками гипогликемии у больных сахарным диабетом. При сознательном уменьшении потребления углеводов в день такие нарушения со стороны психики также наблюдаются довольно часто.

Продолжительное ограничение углеводов в рационе может приводить к необратимым изменениям метаболизма. Например, запускать различные механизмы плохой усвояемости глюкозы – резистентность к инсулину, исчезновение амилолитических ферментов. В дальнейшем, даже если человек возвращается к нормальному рациону, здоровье может не восстанавливаться. А нарушения обмена веществ потребуют серьезного лечения.

Существуют и врожденные патологии усвоения глюкозы – в таком случае даже при достаточном питании будут наблюдаться симптомы дефицита углеводов. Прежде всего, это могут быть ферментопатии (нехватка ферментов), результатом которых станет невозможность расщепления полисахаридов до простейших углеводов, которые могут быть использованы клетками.

Сахарный диабет 1-го типа развивается вследствие патологий со стороны поджелудочной железы. Орган перестает вырабатывать инсулин, а значит, попадающая в кровь глюкоза просто не может попасть в клетки. Необходимые человеку углеводы в таком случае просто не используются организмом. Функция поджелудочной не восстанавливается, больному пожизненно назначаются инъекции инулина. Часто сахарный диабет проявляется еще в детстве. Характерными симптомами являются:

  • резкое похудение;
  • постоянное чувство голода, которое не проходит после приема пищи;
  • жажда;
  • частое мочеиспускание;
  • усталость, сонливость, подавленность.

Также в раннем детстве может проявиться и гликогеноз – патологическое накопление гликогена в органах. Эта болезнь связана с нарушением обменных процессов и недостатком специальных ферментов, помогающих высвобождать этот полисахарид. Поскольку гликоген – это запас энергии на случай понижения глюкозы в крови, то при заболевании организм испытывает углеводное голодание. Болезнь смертельна. Летальный исход наступает вследствие гипогликемии или отказа почек и печени.

Если углеводы составляют более 70% от общего рациона в день, и к тому же преимущественно это дисахариды, человек попадает в группу риска по ряду заболеваний. Прежде всего, это ожирение. Употребление быстрых углеводов приводит к перееданию, повышенной выработке инсулина, чрезмерному накоплению гликогена.

Ожирение диагностируется согласно значению индекса массы тела. По упрощенной формуле его значение высчитывается таким образом: ИМТ = масса тела/(рост в метрах)2. В норме показатель должен быть 18,5–25.

  • 25-30 – избыточный вес.
  • 30-35 – 1-я стадия ожирения.
  • 35-40 – 2-я стадия ожирения.
  • Более 40 – третья стадия (морбидное ожирение).

Ожирение сокращает продолжительность жизни, приводит к различным заболеваниям внутренних органов, костей, суставов. Нарушается гормональный фон, в результате которого развивается бесплодие, проявляются признаки преждевременного старения. Наиболее частые последствия ожирения:

  • Сердечно-сосудистые заболевания, гипертония, повышен риск инсульта и инфаркта.
  • Болезни печени и почек, желчнокаменная болезнь.
  • Воспаления во внутренних органах – гастрит, панкреатит.
  • Артрит.
  • Болезни дыхательной системы.
  • Повышенный риск развития воспалительных процессов, грибковых инфекций.

Одним из самых опасных последствий повышенного количества углеводов в рационе питания является сахарный диабет 2-го типа. В отличие от болезни первого типа он развивается с возрастом и связан не столько с наследственным фактором, сколько с неправильным образом жизни. Сахарный диабет 2-го типа диагностируется у людей с инсулинорезистентностью – невосприимчивостью к инсулину.

На ранних стадиях диабет 2-го типа может компенсироваться исключительно диетой, однако если болезнь не выявлена вовремя и рацион не изменен, то состояние может усугубиться. Больному потребуются специальные лекарства, а в крайних стадиях – уколы инсулина, как и диабетикам 1-го типа.

Защитная функция

Наряду с описанными выше, функции углеводов в клетке живых организмов еще и защитные. В этом легко убедиться, если проанализировать качественный состав смолы и камеди, образующейся в месте ранения структуры дерева. По своей химической природе это моносахариды и их производные.

Такая вязкая жидкость не позволяет посторонним патогенным организмам проникать внутрь дерева и вредить ему. Так получается, что осуществляется выполнение защитной функции углеводов.

Также примером данной функции могут служить такие образования у растений, как шипы, колючки. Это – мертвые клетки, которые состоят преимущественно из целлюлозы. Они защищают растение от поедания животными.

Простые углеводы

Защитная функция очень важна. Практически в каждом органе существуют железы, которые выделяют некий секрет. А он, в свою очередь, большей частью состоит из сахаров. Этот секрет защищает внутренние органы, например выделительные или органы ЖКТ, от внешних факторов – микробов, химических или механических.

Углеводы

Защиту обеспечивают, по большей части, моносахариды – гепарин, хитин, камедь и слизь. А значит, это главная роль моносахаридов. Так, например, простой моносахарид хитин – оболочка панциря членистоногих и грибов. А гепарин выполняет миссию антикоагулянта. Также у растений существуют свои защитные механизмы – шипы и колючки, которые состоят из целлюлозы. Камедь и слизь возникает при травмах оболочки растений, для образования защитного слоя в местах травм.

Строительная

Строительная, или структурная, – это основная функция углеводов, которая заключается в том, что это строительный материал для клеток. Какие углеводы выполняют в клетке строительную миссию? В ней участвуют целлюлоза, хитин, рибоза и дезоксирибоза.

Так, например, у грибов и членистоногих строительную функцию выполняет хитин, а целлюлоза (полисахарид) – у растений. Таким образом придается прочность клетке. У растительной содержание целлюлозы достигает 40%, поэтому они хорошо держат форму. Структурная функция мальтозы – обеспечение образования новых клеток прорастающих семян.

Углеводы, роль в клетке

Рибоза и дезоксирибоза участвуют в построении таких молекул, как РНК, ДНК, АТФ и другие. Образование новых молекул происходит постоянно, а с разрушением старых освобождается свободная энергия. При построении мембраны цитоплазмы также проявляется рецепторная функция углеводов, а именно передаются сигналы из внешнего мира.

Таким образом, строительная функция углеводов имеет большое значение для всех процессов, как и энергетическая.

Продукты, содержащие углеводы

Углеводы в продуктах могут содержаться в большем или меньшем количестве. Это органические вещества, а значит, и искать их стоит в продуктах растительного происхождения. В некоторых случаях в растениях практически в равных частях присутствуют жиры и углеводы – это, в первую очередь, орехи. Также могут сочетаться белки и углеводы – бобовые, зелень и прочее.

Болезни, связанные с углеводным обменом

Сколько углеводов содержится в конкретном приготовленном блюде, зависит от того, как сочетаются в нем компоненты растительного и животного происхождения.

Однако наиболее актуальным для правильного питания является гликемический индекс продуктов. Поэтому наши таблицы углеводов помогут разобраться именно в этом параметре.

Овощи – основной источник медленных углеводов, большинство из них обладает низким ГИ. Однако это касается лишь свежих продуктов и зелени. При приготовлении многие овощи переходят в разряд быстрых углеводов.

Высокий гликемический индекс имеют такие продукты:

  • Картофель жареный, запеченный – 95.
  • Корень сельдерея (приготовленный) – 85.
  • Морковь вареная – 85.
  • Картофельное пюре – 80.
  • Тыква – 75.

Углеводы – список овощей со средним гликемическим индексом:

  • Картофель в мундире – 65.
  • Свекла – 65.

Низкий ГИ наиболее подходящий для диет и основы здорового питания. Какие продукты содержат такие углеводы:

  • Сельдерей сырой (корень) – 35.
  • Помидоры – 30.
  • Морковь – 30.
  • Чеснок – 30.
  • Баклажан – 20.
  • Спаржа – 15.
  • Брокколи – 15.
  • Сельдерей (стебли) – 15.
  • Брюссельская капуста – 15.
  • Шпинат – 15.
  • Имбирь – 15.
  • Цветная капуста – 15.
  • Огурец – 15.
  • Перец болгарский – 15.
  • Ревень – 15.
  • Авокадо – 10.
  • Салат – 10.
  • Петрушка, базилик, орегано – 5.

Большинство свежих овощей идеально подходят для основы ежедневного рациона, кроме полезных углеводов они содержат большое количество витаминов и микроэлементов. Также они богаты клетчаткой, которая помогает кишечнику работать лучше.

Содержание углеводов во фруктах и ягодах

Некоторые диеты предполагают исключение фруктов из рациона. Связано это с тем, что в отличие от большинства свежих овощей гликемический индекс этих продуктов выше. Однако отказываться от сезонных фруктов все же не стоит, поскольку они несут в себе запас витаминов, который сложно компенсировать другими блюдами.

Углеводы – список фруктов с высоким ГИ:

  • Арбуз – 75.
  • Изюм (синий и белый) – 70.
  • Финики – 70.

Таблица углеводов во фруктах со средним гликемическим индексом:

  • Дыня – 60.
  • Банан и бананы «беби» – 60.
  • Манго – 50.
  • Хурма – 50.
  • Киви – 50.
  • Кокос – 45.
  • Ананасы – 45.
  • Виноград – 45.
  • Инжир сушеный – 40.
  • Чернослив – 40.

Низкий гликемический индекс имеют такие продукты:

  • Апельсины – 35.
  • Айва – 35.
  • Гранат – 35.
  • Нектарин – 35.
  • Яблоко – 35.
  • Слива – 35.
  • Курага – 35.
  • Грейпфрут – 30.
  • Груши – 30.
  • Смородина красная – 25.
  • Вишня – 25.
  • Малина – 25.
  • Черника – 25.
  • Лимоны – 20.
  • Смородина черная – 15.

Фрукты хорошо подходят для здоровых перекусов. Однако есть такие углеводы нужно в сыром виде, без добавок. Например, даже небольшая щепотка сахара может кардинально изменить гликемический индекс блюда. Это же касается и фруктовых салатов с добавлением взбитых сливок, шоколада и других наполнителей. В таком случае полезные человеку углеводы будут испорчены.

Каши сами по себе относятся к продуктам с повышенным гликемическим индексом. Однако злаковые являются источником витаминов, клетчатки и необходимых растительных белков. К тому же большинство из них легко усваивается организмом. А это значит, что полностью исключать их из рациона не следует, особенно людям с заболеваниями ЖКТ.

Углеводы – список злаков с высоким ГИ:

  • Рисовая мука – 95.
  • Рис клейкий обработанный – 90.
  • Попкорн – 85.
  • Просо, пшено – 70.
  • Кукурузная крупа – 70.
  • Рис белый – 70.

Средний гликемический индекс:

  • Перловка – 60.
  • Мюсли (без добавления сахара) – 50.
  • Коричневый рис – 50.
  • Басмати – 45.
  • Овсянка – 40.
  • Гречка – 40.

Индекс прописан для каш, приготовленных на воде, без добавления сахара. В том случае если готовится молочная подслащенная каша, ее ГИ может достигать 100.

Высокое содержание углеводов отмечается также в бобовых, грибах, орехах. Все эти продукты часто причисляются к категориям жиров или белков, однако их гликемический индекс также следует учитывать. Большинство таких продуктов попадают в категорию низкого ГИ, поэтому вполне могут использоваться как элемент диетического питания. С осторожностью употребляются такие блюда только в том случае, если есть заболевания ЖКТ.

Вот перечень таких продуктов, какие содержат углеводы, полезные для здоровья:

  • Зеленый горошек – 35.
  • Консервированная фасоль– 40.
  • Фасоль стручковая – 30.
  • Чечевица – 30.
  • Шампиньоны – 15.
  • Арахис – 15.
  • Миндаль – 15.

Наиболее опасны для здоровья и поддержания нормального веса приготовленные блюда, углеводные продукты, подвергшиеся термической или другой обработке, выпечка и прочее. Таблица углеводов в данном случае – это в основном продукты с высоким ГИ:

  • Сахар – 100.
  • Белый хлеб 1 сорта – 85.
  • Пончики – 75.
  • Чипсы – 75.
  • Молочный шоколад – 70.
  • Лапша (кроме макарон из пшеницы твердых сортов) – 70.
  • Коричневый сахар – 70.
  • Кола и другие сладкие газированные напитки – 70.

Заболевания, вызванные нехваткой углеводов

Углеводы – список продуктов со средним гликемическим индексом:

  • Рисовая лапша – 65.
  • Ржаной хлеб – 65.
  • Мармелад – 65.
  • Мед – 60.
  • Сливочное мороженое – 60.
  • Кетчуп – 55.
  • Суши – 55.
  • Кокосовое молоко – 40.

Единственной кондитерской сладостью с низким гликемическим индексом является черный шоколад – 25. Однако он должен быть не менее 70% и приготовлен из какао-масла и какао-бобов, без добавления пальмового масла.

Еще раз обобщим. Функции углеводов в клетке следующие:

  • энергетическая;
  • структурная;
  • запасающая;
  • защитная;
  • рецепторная;
  • теплоизоляционная;
  • каталитическая и прочие.

Какие же продукты необходимо употреблять, чтобы организм получал достаточное количество этих веществ каждый день? Небольшой список, в котором собраны только наиболее богатые углеводами продукты, поможет нам в этом разобраться.

  1. Растения, клубни которых богаты крахмалом (картофель, топинамбур и другие).
  2. Крупы (рис, перловка, гречка, пшено, овес, пшеница и прочие).
  3. Хлеб и все хлебобулочные изделия.
  4. Тростниковый или свекловичный сахар – это дисахарид в чистом виде.
  5. Макароны и все их разновидности.
  6. Мед – на 80% состоит из рацемической смеси глюкозы и фруктозы.
  7. Сладости – любые кондитерские изделия, которые сладки на вкус, являются источниками углеводов.

Однако злоупотреблять перечисленными продуктами также не стоит, ведь это может привести к излишнему отложению гликогена и, как следствие, ожирению, а также сахарному диабету.

Оцените статью
avrora22.ru