Приветствую вас, друзья!
В предыдущей статье мы с вам рассмотрели макромолекулы в целом.
Сегодня мы поговорим подробнее об углеводах. напомню, это один из трех основных макронутриентов, необходимых для жизни наряду с белками и жирами, так что слушайте внимательно, особенно, если идете на ЕГЭ по химии!
Углеводы - это соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, и относятся к органическим. Главные их функции: обеспечить живой организм энергией и участвовать в построении и восстановлении тканей.
Давайте, разберем эти функции подробнее:
- Энергия из углеводов получается путем гликолиза, который происходит в цитоплазме клеток. Этот процесс состоит из 10 этапов, в ходе которых простейший углевод (глюкоза) расщепляется до двух молекул пирувата.
Для справки: пируват, также известный как пировиноградная кислота, является органическим соединением с формулой CH3COCOOH. Это бесцветное твердое вещество, растворимое в воде. Пируват является важным промежуточным продуктом в метаболизме углеводов и белков. Он образуется в процессе гликолиза, который является первым этапом клеточного дыхания. Пируват также может быть получен из аминокислот в процессе дезаминирования.
Высвободившаяся энергия запасается в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата).
АТФ же является универсальным источником энергии для абсолютно всех клеточных процессов. Он используется при синтезе белков, нуклеиновых кислот и т.д. Видимое его участие проявляется в сокращении мышц.
Гликолиз происходит в аэробном и анаэробных форматах, то есть в присутствии или отсутствии кислорода. При аэробном гликолизе пируват попадает в митохондрии, где окисляется с образованием углекислого газа и воды, при этом высвобождается большое количество энергии, которая запасается в виде молекул АТФ.
При анаэробном гликолизе пируват в митохондрии не попадает, а преобразуется в молочную кислоту, которая накапливается в мышцах и вызывает усталость мышц.
Наиболее интенсивно проходит гликолиз в головном мозге, сердце, почках, печени и мышцах скелета, то есть в тех, которые требуют большого количества энергии.
Например, головной мозг использует около 20% всей потребляемой организмом энергии, хотя сам составляет всего около 2% от массы тела. Сердце также имеет высокую энергетическую потребность из-за его постоянной работы и непрерывного сокращения мышц.
- Углеводы используются также в качестве строительного материала для новых клеток и тканей. Например, глюкоза - основной источник энергии для синтеза белков, которые являются важным составляющими клеток и тканей. Глюкоза также используется при синтезе липидов - важных компонентов клеточных мембран и других структур. Кроме того, глюкоза используется при синтезе коллагена - основного компонента соединительной ткани. Он нужен для восстановления поврежденных тканей и поддержания их целостности. Углеводы также участвуют в регуляции уровня сахара в крови, синтезе гормонов и других биомолекул.
- Углеводы также играют важную роль в метаболизме белков и жиров. При скудном рационе углеводов, организм переходит к использованию жиров для получения энергии (поклонники кето диеты точно в курсе) или даже использованию белков, ведет к потере мышечной массы, а также другим проблемам со здоровьем.
Итак, как виды углеводов существуют? Они разделяются на:
- Моносахариды: Самые простые углеводы, состоящие из одной молекулы сахара. Это: глюкоза, фруктоза и галактоза.
- Дисахариды: Состоят из двух молекул моносахаридов, соединенных между собой. К примеру, сахароза, лактоза и мальтоза. Сахароза - обычный столовый сахар, лактоза содержится в молоке, а мальтоза образуется при расщеплении крахмала.
- Полисахариды: Длинные цепочки молекул моносахаридов, соединенных между собой. В этот список входит крахмал, гликоген и клетчатка. Крахмал - основной источник углеводов в рационе человека, гликоген - запасная форма углеводов в организме, а клетчатка не переваривается организмом, но играет важную роль в пищеварении и поддержании здоровья кишечника.
Полисахариды в свою очередь бывают запасные и структурные :
- Запасные полисахариды: Используются организмом для хранения энергии. Примеры: крахмал и гликоген. Крахмал содержится в растениях, а гликоген - в печени и мышцах животных. К ним также относится Инулин - полисахарид некоторых растений, состоит из фруктозы.
-Структурные полисахариды: Входят в состав клеточных стенок растений и животных. Примеры: целлюлоза, хитин и пептидогликан. Целлюлоза - основной компонент древесины, хитин входит в состав экзоскелетов насекомых и ракообразных, а пептидогликан является компонентом клеточных стенок бактерий.
К структурным также относятся:
- Хитин: полисахарид экзоскелетов членистоногих, состоит из N-ацетилглюкозамина.
- Пектин: полисахарид клеточных стенок растений, состоит из галактуроновой кислоты.
- Агар: полисахарид клеточных стенок красных водорослей, состоит из агарозы и агаропектина.
- Каррагинан: полисахарид клеточных стенок красных водорослей, состоит из галактозы и ангидрогалактозы.
- Фукоидан: полисахарид клеточных стенок бурых водорослей, состоит из фукозы.
- Альгинат: полисахарид клеточных стенок бурых водорослей, состоит из маннуроновой и гулуроновой кислот.
Еще есть полисахариды, которые являются внеклеточными полимерами, синтезирующиеся микроорганизмами.:
- Декстран - гетерополисахарид, состоящий из остатков глюкозы, связанных α-1,6-гликозидными связями.
- Леван - гомополисахарид, состоящий из остатков фруктозы, связанных β-2,6-гликозидными связями.
- Пуллулан - гетерополисахарид, состоящий из остатков глюкозы, связанных α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями.
Они имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую и косметическую.
Употребление углеводов имеет особую важность для поддержания здоровья. Только есть продукты их содержащие надо по потребностям организма. И тогда углеводы обеспечивают организм энергией, помогают поддерживать здоровый вес и уменьшают риск появления сердечно-сосудистых заболеваний и диабета 2 типа. А если, есть углеводы, простые в особенности, поступают бесконтрольно и с избытком, то это может привести к лишнему весу, диабету и другим неприятностям. Так, что, друзья, следите за питанием.
А знаете ли вы, что:
- углеводы содержатся не только в хлебе и макаронах? Они также есть во фруктах, овощах, молочных продуктах и даже в мясе!
- клетчатка, которая содержится в овощах и фруктах, помогает пищеварению и снижает риск развития рака кишечника?
- углеводы могут быть использованы для производства биотоплива? Так что они не только полезны для нашего здоровья, но и для окружающей среды.
Надеюсь, вам понравилась эта статья. Если да, то с вас лайк, если вы с нами к новым знаниям - подпишитесь, впереди много интересного.
Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях ниже.
