Основными источниками энергии для организма являются углеводы, белки, минеральные соли, жиры, витамины. Они обеспечивают его нормальную деятельность, позволяют организму функционировать без особых проблем. Питательные вещества – это источники энергии в организме человека.
Кроме того, они выступают в качестве строительного материала, способствуют росту и воспроизводству новых клеток, появляющихся на месте отмирающих. В том виде, в котором они употребляются в пищу, их невозможно всосать и использовать организмом. Только вода, а также витамины и минеральные соли усваиваются и всасываются в том виде, в котором они поступают.
Основными источниками энергии для организма являются белки, углеводы, жиры. В пищеварительном тракте они подвергаются не только физическим воздействиям (перетираются и измельчаются), но и химическим превращениям, происходящим под воздействием ферментов, которые находятся в соке специальных пищеварительных желез.
Значение углеводов, белков и жиров в продуктах питания. 7 класс.
Строение белков
Рассуждая о том, что является главным источником энергии в организме, нельзя оставить без внимания белковые молекулы. Они занимают особое место по биологическим функциям и значению.
Функции и расположение в организме
Около 30 % белковых соединений располагается в мышцах, порядка 20 % обнаружено в сухожилиях и в костях, а 10 % содержится в коже. Максимально значимыми для организмов являются ферменты, управляющие обменными химическими процессами: перевариванием пищи, активностью желез внутренней секреции, работой мозга, мышечной деятельностью. Даже в небольших бактериях содержатся сотни ферментов.
Протеины – это обязательная часть живых клеток. В них содержится водород, углерод, азот, сера, кислород, а в некоторых есть и фосфор. Обязательным химическим элементом, содержащимся в белковых молекулах, является азот. Именно поэтому эти органические вещества называют азотсодержащими соединениями.
Свойства и превращение белков в организме
Попадая в пищеварительный тракт, они расщепляются на аминокислоты, которые всасываются в кровь и используются для синтеза специфичного для организма пептида, затем окисляются до воды и углекислого газа. При повышении температуры происходит свертывание белковой молекулы. Известны такие молекулы, которые способны растворяться в воде только при нагревании. К примеру, такими свойствами обладает желатин.
После поглощения пища сначала оказывается в ротовой полости, потом она движется по пищеводу, попадает в желудок. В нем находится кислая реакция среды, которая обеспечивается соляной кислотой. В желудочном соке есть фермент пепсин, который расщепляет белковые молекулы на альбумозы и пептоны. Это вещество активно только в кислой среде.
Углеводы. Их свойства и функции. 8 класс.
Пища, которая поступила в желудок, способна задерживаться в нем 3-10 часов, в зависимости от ее агрегатного состояния и характера. Поджелудочный сок обладает щелочной реакцией, в нем есть ферменты, способные расщеплять жиры, углеводы, белки.
Среди его основных ферментов выделяют трипсин, который в соке поджелудочной железы располагается в виде трипсиногена. Он не способен расщеплять белки, но при соприкосновении с кишечным соком превращается в активное вещество – энтерокиназу. Трипсин расщепляет белковые соединения до аминокислот. Заканчивается переработка пищи в тонкой кишке.
Если в двенадцатиперстное кишке и в желудке жиры, углеводы, белки почти полностью распадаются, то в тонкой кишке происходит полное расщепление питательных веществ, всасывание в кровь продуктов реакции. Осуществляется процесс через капилляры, каждый из которых подходит к ворсинкам, располагающимся на стенке тонкой кишки.
Обмен белков
После того как белок полностью распадется на аминокислоты в пищеварительном тракте, они всасываются в кровь. Также в нее попадает и незначительное количество полипептидов. Из аминокислотных остатков в организме живого существа синтезируется специфичный белок, в котором нуждается человек или животное. Процесс образования новых белковых молекул протекает в живом организме непрерывно, поскольку отмирающие клетки кожи, крови, кишечника, слизистой оболочки удаляются, а на их месте образуются молодые клетки.
Для того чтобы осуществлялся синтез белков, необходимо, чтобы они вместе с пищей поступали в пищеварительный тракт. Если полипептид вводится в кровь, минуя пищеварительный тракт, человеческий организм не имеет возможности его использовать. Подобный процесс может негативно отражаться на состоянии человеческого организма, вызывать многочисленные осложнения: повышение температуры, паралич дыхания, сбой сердечной деятельности, общие судороги.
Белки нельзя заменить иными пищевыми веществами, поскольку для их синтеза внутри организма необходимы аминокислоты. Недостаточное количество этих веществ приводит к задержке либо приостановлению роста.
Сахариды
Начнем с того, что углеводы — главный источник энергии организма. Они представляют собой одну из главных групп органических соединений, в которых нуждается наш организм. Этот источник энергии живых организмов является первичным продуктом фотосинтеза. Содержание в живой растительной клетке углеводов может колебаться в диапазоне 1-2 процентов, а в некоторых ситуациях этот показатель достигает 85-90 процентов.
Основными источниками энергии живых организмов являются моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза.
В составе углеводов есть атомы кислорода, водорода, углерода. К примеру, глюкоза — источник энергии в организме, имеет формулу С6Н12О6. Существует подразделение всех углеводов (по строению) на простые и сложные соединения: моно- и полисахариды. По количеству углеродных атомов моносахариды делят на несколько групп:
- триозы;
- тетрозы;
- пентозы;
- гексозы;
- гептозы.
Моносахариды, которые имеют в составе пять и более углеродных атомов, при растворении в воде могут образовывать кольцевую структуру.
Основным источником энергии в организме является глюкоза. Дезоксирибоза и рибоза являются углеводами, имеющими особое значение для нуклеиновых кислот и АТФ.
Глюкоза – это главный источник энергии в организме. С процессами превращения моносахаридов напрямую связан биосинтез многих органических соединений, а также процесс выведения из него ядовитых соединений, которые попадают извне либо образуются в результате распада белковых молекул.
Отличительные особенности дисахаридов
Моносахарид и дисахарид — это основной источник энергии для организма. При объединении моносахаридов происходит отщепление, а продуктом взаимодействия выступает дисахарид.
Среди типичных представителей данной группы можно отметить сахарозу (тростниковый сахар), мальтозу (солодовый сахар), лактозу (молочный сахар).
Такой источник энергии для организма, как дисахариды, заслуживает детального изучения. Они отлично растворяются в воде, обладают сладким вкусом. Чрезмерное употребление сахарозы приводит к появлению серьезных сбоев в организме, поэтому так важно соблюдать нормы.
Полисахариды
Отличным источником энергии для организма служат такие вещества, как целлюлоза, гликоген, крахмал.
В первую очередь любой из них можно рассматривать как источник энергии для человеческого организма. В случае их ферментативного расщепления и распада происходит выделение большого количества энергии, используемой живой клеткой.
Этот источник энергии для организма выполняет и иные важные функции. Например, хитин, целлюлоза применяются в качестве строительного материала. Полисахариды отлично подходят организму в качестве запасных соединений, поскольку они не растворяются в воде, не оказывают химического и осмотического действия на клетку. Подобные свойства позволяют им сохраняться длительное время в живой клетке. В обезвоженном виде полисахариды способны увеличивать массу запасаемых продуктов благодаря экономии объема.
Такой источник энергии для организма способен противостоять болезнетворным бактериям, попадающим в организм вместе с пищей. В случае необходимости при гидролизе происходит превращение запасных полисахаридов в простые сахара.
Обмен углеводов
Как ведет себя главный источник энергии в организме? Углеводы поступают в большей степени в виде полисахаридов, к примеру, в виде крахмала. В результате гидролиза из него образуется глюкоза. Моносахарид всасывается в кровь, благодаря нескольким промежуточным реакциям он расщепляется на углекислый газ и воду. После окончательного окисления происходит высвобождение энергии, которую использует организм.
Процесс расщепления солодового сахара и крахмала протекает непосредственно в полости рта, в качестве катализатора реакции выступает фермент птиалин. В тонких кишках углеводы распадаются до моносахаридов. В кровь они всасываются в основном в виде глюкозы. Процесс протекает в верхних отделах кишечника, а вот в нижних углеводов почти нет.
Вместе с кровью сахариды попадают в воротную вену, доходят до печени. В том случае, когда концентрация сахара в человеческой крови составляет 0,1 %, углеводы проходят через печень, оказываются в общем кровотоке.
Необходимо поддерживать постоянное количество сахара в крови около 0,1 %. При избыточном попадании в кровь сахаридов, излишки накапливаются в печени. Подобный процесс сопровождается резким падением сахара в крови.
Изменение уровня сахара в организме
Если в пище присутствует крахмал, это не приводит к масштабным изменениям сахара в крови, поскольку процесс гидролиза полисахарида протекает достаточно долго. Если доза сахара оставляет порядка 15-200 граммов, наблюдается резкое повышение его содержания в крови. Этот процесс называют алиментарной или пищевой гипергликемией. Избыточное количество сахара выводится почками, поэтому в моче содержится глюкоза.
Из организма почки начинают выводить сахар в том случае, если его уровень в крови достигает диапазона 0,15-0,18 %. Подобное явление возникает при единовременном употреблении существенного количества сахара, достаточно быстро проходит, не приводя к серьезным нарушениям обменных процессов в организме.
Если нарушается внутрисекреторная работа поджелудочной железы, возникает такое заболевание, как сахарный диабет. Оно сопровождается существенным увеличением количества сахара в крови, что приводит к потере печенью способности удерживать глюкозу, в итоге сахар выводится с мочой из организма.
Существенное количество гликогена может откладываться в мышцах, здесь он востребован при осуществлении химических реакций, происходящих в ходе сокращений мышц.
О важности глюкозы
Значение глюкозы для живого организма не ограничивается только энергетической функцией. Потребность в глюкозе возрастает при выполнении тяжелой физической работы. Удовлетворяется такая потребность путем расщепления в печени гликогена на глюкозу, которая поступает в кровь.
Всё, что вы хотели узнать об углеводах (но боялись спросить)
Слово «углеводы» с некоторых пор стало ругательным. Они якобы виноваты и в наборе веса, и в скачках сахара в крови, и в гормональных сбоях, и еще в миллионе проблем со здоровьем. Однако, хотя они часто оказываются в немилости у последователей модных диет, углеводы нужны организму и должны входить в ежедневный сбалансированный рацион.
Сложные и простые углеводы
Деление на простые (быстрые) и сложные (медленные) углеводы появилось в конце 70-х годов прошлого века. Американские диетологи всерьез принялись за их изучение, а потом подтянулись ученые из других стран. Разница между простыми и сложными углеводами – в химической структуре, скорости их усвоения, а также влиянии на организм.
Все виды углеводов являются источниками энергии, но простые углеводы повышают ее чуть ли не моментально (хотя при этом могут привести к скачкам уровня сахара в крови). В то время как сложные углеводы «работают» медленно, но более безопасно и эффективно.
Простые углеводы
Простые углеводы – это моносахариды (фруктоза, глюкоза, мальтоза) и олигосахариды (сахароза, лактоза и мальтоза).
Простые углеводы часто считают «пустыми»: мол, они не обладают какой-либо питательной ценностью (при довольно большом количестве калорий) и могут привести к набору веса. Однако это верно лишь по отношению к сахарозе, то есть белому сахару. Та же фруктоза, содержащаяся во фруктах, довольно полезна, ведь она поступает в организм вместе с витаминами и минералами.
К простым углеводам относятся: все виды сладостей с добавлением сахара, мёд, сладкие фрукты, мучные изделия, молочные продукты, алкогольные напитки и так далее.
Сложные углеводы
Сложные углеводы, они же полисахариды (к которым относится крахмал, клетчатка, пектин и т. д.), строятся из объединенных остатков простых углеводов. Их вы можете найти в таких продуктах, как:
- бобовые и злаки (арахис, нут, фасоль, чечевица и т. д.);
- крупы (овсянка, пшено, гречка, киноа);
- орехи и семечки;
- овощи, фрукты и ягоды (перец, картофель, кабачок, огурец, яблоки, апельсины, авокадо, клюква, чернослив, малина и т. п.);
- цельнозерновой хлеб, макаронные изделия из твердых сортов пшеницы.
Зачем вообще нужны углеводы
Углеводы – наш главный источник энергии. Кроме того, они участвуют во всех важнейших метаболических процессах. Попав в организм, быстрые углеводы усваиваются буквально сразу, а многосоставные сначала расщепляются до моносахаридов (глюкоза, фруктоза и галактоза), затем те в свою очередь всасываются в кровь.
Для усвоения организмом глюкозы и других простых сахаров поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин. Благодаря ему энергия переносится из крови в клетки. Избыток глюкозы превращается в гликоген, который хранится в мышечных тканях и печени: он нужен для нормального функционирования мозга, нервной системы, мышц и других органов и тканей. Если глюкоза не используется сразу в качестве энергии, а гликогена организму уже достаточно, она преобразуется в жиры, которые и откладываются там, где надо и не надо.
Кстати, исследования Национальной академии наук(США) показали, что люди, предпочитающие на завтрак пищу, богатую углеводами, быстрее справляются с любыми задачами по сравнению с теми, кто выбирает белки. Конечно, это вовсе не означает, что по утрам все должны питаться исключительно овсянкой, а не омлетом, но эти данные можно считать поводом для размышления.
Гликемический индекс
В последнее время диетологи говорят, что важен не столько тип углеводов, сколько гликемический индекс продуктов. Он показывает, как быстро и в какой степени конкретный углевод повышает уровень сахара в крови. Например, продукты с низким ГИ расщепляются медленнее и не вызывают «сахарных скачков».
Чтобы не ломать голову, простые перед нами углеводы или сложные, можно посмотреть уровень гликемического индекса конкретного продукта. Табличку с ГИ нужно держать под рукой всем инсулинозависимым. А здоровым людям она поможет правильно сочетать разные виды продуктов между собой. Коротко правила звучат так:
- в первой половине дня лучше употреблять продукты с высоким ГИ (по утрам нам нужна бодрость), а во второй – с низким;
- продуктов с высоким ГИ и инсулиновым индексом должно быть как можно меньше;
- продукты с большим разрывом в показателях ГИ не сочетаются.
Если долго питаться быстрыми углеводами с высоким ГИ, лишние килограммы не заставят себя долго ждать. Впрочем, некоторые продукты с высоким гликемическим индексом обязательно должны входить в рацион: например, бананы, белый рис, яблоки, финики. Даже сахар может быть полезен в низких дозах. Просто учитывайте показатели этих продуктов при составлении ежедневного меню.
Колебания веса, низкоуглеводные диеты и отказ от углеводов
Да, на низкоуглеводных и белковых диетах (кетодиета, «по Дюкану» и «Кремлевская» – самые показательные и модные) вес действительно уходит быстро. Однако при жестком ограничении углеводов пищевой срыв практически неминуем: в результате потерянные кило и сантиметры вернутся, да еще и с лихвой. А вот люди, которые получают с пищей много клетчатки, белков и полезных жирных кислот, теряют вес медленно, зато и остаются в нем долго, годами (при условии, что они постоянно придерживаются такой схемы питания и отказываются от «пустых» углеводов).
Кроме того, недостаток углеводов в организме приводит к общей слабости, головной боли, перепадам настроения, сбоям в пищеварении, обезвоживанию и непрекращающемуся чувству голода.
Когда нам нужны медленные углеводы и когда – быстрые?
Казалось бы, нет ничего проще: отказались от быстрых углеводов, оставили медленные – всем хорошо. Ан нет.
Медленные углеводы нужны нам перед серьезной нагрузкой – физической или эмоциональной. Энергии хватит надолго, а есть не захочется несколько часов. Перед тренировкой или важным совещанием – самое то.
Зато после тренировки всегда есть непродолжительное «углеводное окно», когда организму нужна глюкоза для быстрого восстановления. Так что лишний жир не образуется и будет полезно по-быстрому перекусить простыми углеводами. Например, бананом или фитнес-батончиком (но не пончиком или булочкой!).
Лучше не употреблять простые углеводы – те же сладкие фрукты или конфеты – на завтрак или просто натощак по причине того, что они вызовут резкий скачок сахара в крови, а потом уровень глюкозы так же быстро понизится. Как результат – куча полученных калорий, сонливость и… новое чувство голода.
Сколько углеводов нам нужно
Рекомендованная ежедневная минимальная доза углеводовдля взрослых – 135 граммов. Хотя в каждом конкретном случае рекомендации могут меняться, общее число углеводов должно составлять 45–65% от всего количества полученных с едой калорий.
Один грамм углеводов содержит примерно четыре килокалории. Получается, что в здоровом рационе должно быть от 202 до 292 граммов углеводов (при среднестатистическом употреблении 1800 ккал в день).
Нужно учитывать, что людям с диабетом любого типа нельзя употреблять больше 200 г углеводов в день, а беременным женщинам должно доставаться не меньше 175 г ежедневно.
А сколько углеводов в вашем рационе?
Источник: tea.ru