Ролю і прымяненне вугляводаў. Прымяненне вугляводаў у медыцыне

Вугляводы - неад'емны кампанент клетак і тканін любога жывога арганізма, будзь-то расліна, жывёла, або чалавек. Яны складаюць асноўную колькасць арганічнага рэчыва планеты Зямля. Вугляводы - даволі шырокі клас злучэнняў. Сярод іх можна сустрэць рэчывы розныя па ўласцівасцях. Дзякуючы гэтай асаблівасці, функцыі вугляводаў вельмі шырокія. Сёння мы разбяром асноўныя ўласцівасці, фізіялагічную ролю і прымяненне вугляводаў у розных напрамках харчовай (і не толькі) галіны.

крыніцы вугляводаў

Асноўныя крыніцы вугляводаў - прадукты расліннага паходжання. А менавіта: хлеб, трава, гародніна, садавіна, ягады. Што тычыцца прадуктаў жывёльнага паходжання, то некаторыя з іх таксама багатыя на вугляводы. Гэта, у першую чаргу, малако, у якім утрымліваецца так званы малочны цукар.

Харчовыя прадукты могуць утрымліваць розныя вугляводы. Таму значэнне, ужыванне вугляводаў і іх функцыі вельмі шырокія. У крупах і бульбе ёсць крухмал - складаны вуглявод нерастваральны ў вадзе, які расшчапляецца на простыя цукру пад дзеяннем стрававальных сокаў. Ў садавіне, гародніне і ягадах гэтыя рэчывы прадстаўлены ў выглядзе простых цукроў: фруктовы, бурачны, трысняговы, вінаградны і гэтак далей. Яны раствараюцца ў вадзе і выдатна засвойваюцца арганізмам. Цукру, растваральныя ў вадзе, хутка ўсмоктваюцца ў кроў.

ўжыванне вугляводаў

Лічыцца, што асноўную частку вугляводаў варта ўжываць у складанай форме, і толькі 20-25% у просты. Гэта спрыяе паступоваму паступлення цукроў ў тканіны. Калі чалавек атрымлівае з ежай дастатковую колькасць вугляводаў, яны адкладаюцца ў печані і цягліцах у выглядзе «жывёльнага крухмалу» глікагену. Пры недахопе вугляводаў, запас глікагену расшчапляецца на глюкозу і выкарыстоўваецца для патрэб арганізма (харчаванне клетак і тканін). Калі арганізм атрымлівае іх лішак, яны пераходзяць ў тлушч. Дарэчы кажучы, да вугляводаў таксама адносяць абалоніну, якая неабходна для правільнага стрававання.

Вугляводы - эсэнцыяльных кампаненты рацыёну, таму яны не толькі абумоўліваюць энергетычны гомеостат арганізма, але і ўдзельнічаюць у біясінтэзе шэрагу углеродсодержащих палімераў. За ўсё жыццё, чалавек у сярэднім ўжывае парадку 14 тон гэтых злучэнняў. З іх прыкладна 2,5 тоны - у простай форме. Прымяненне бялкоў, тлушчаў, вугляводаў і іх вытворных у прадуктах харчавання не раўнамерна. Вугляводы - асноўная частка нашага харчовага рацыёну. Іх спажываюць у 4 разы больш, чым бялкоў ці тлушчаў. Пры простым, мяшаным рацыёне харчавання, каля 60% энергіі чалавек атрымлівае ад вугляводаў. Іх галоўная задача ў арганізме - даваць энергію. Чым больш у жыцці чалавека фізічных нагрузак, тым больш яму трэба вугляводаў. Пры маларухомым ладзе жыцця патрэба ў гэтых рэчывах памяншаецца. Для тых, хто не займаецца фізічнай працай, сутачная патрэба ў вугляводах складае прыкладна 400 грамаў.

Парадку 50-65% вугляводаў паступаюць у наш арганізм з збожжавымі прадуктамі. 15-25% - з цукрам і сахаросодержащими прадуктамі. Каля 10% - з корне- і клубняплоды. І прыкладна 5-7% - з садавінай і гароднінай.

Вугляводы з'яўляюцца вельмі моцным раздражняльнікам вонкавай сакрэцыі падстраўнікавай залозы і найбольш актыўным стымулятарам сінтэзу інсуліну, які гуляе важную ролю ў рэгуляцыі вугляводнага абмену і падтрымання аптымальнага гамеастазу глюкозы. Перагрузка простымі вугляводамі з гадамі прыводзіць да гіперплазіі β-клетак, затым - да ослабеванию инсулярного апарата і стварэнню перадумоў для развіцця цукровага дыябету.

класіфікацыя вугляводаў

У залежнасці ад будынка, здольнасці да растварэнню і хуткасці засваення, вугляводы, якія знаходзяцца ў складзе прадуктаў харчавання, дзеляцца на простыя і складаныя. Да простых адносяць моносахариды (фруктоза, глюкоза, галактоза) і дисахариды (цукроза, лактоза). Да складаным - поліцукрыды (абалоніна, крухмал, глікаген). Акрамя прыведзеных для прыкладу вугляводаў, у кожным з класаў ёсць і іншыя, меней вядомыя рэчывы.

простыя вугляводы

Мона- і дисахариды добра раствараюцца ў вадзе і хутка засвойваюцца арганізмам. Яны адрозніваюцца выяўленым салодкім густам, таму часта называюцца проста цукрамі. Самым распаўсюджаным моносахаридом з'яўляецца глюкоза, якая змяшчаецца ў розных плёне і ягадах, а таксама сінтэзуюцца пры расшчапленні ды- і поліцукрыдаў. Глюкоза, патрапіўшы ў арганізм, хутка знаходзіць сабе прымяненне. Яна ўтварае глікаген, сілкуе тканіны мозгу і мышцы (у тым ліку сэрца), а таксама рэгулюе ўзровень цукру ў крыві. Пры фізічнай нагрузцы глюкоза можа быць выкарыстана непасрэдна як крыніца энергіі.

Падобнымі ўласцівасцямі валодае і фруктоза. Яе можна разглядаць як вельмі каштоўны, лёгказасваяльны вуглявод. Але, у параўнанні з глюкозай, фруктоза ўсё ж больш павольна засвойваецца кішачнікам, а, патрапіўшы ў кроў, хутчэй пакідае крывяны рэчышча. Да 80% фруктозы затрымліваецца ў печані, перашкаджаючы перанасычэння крыві цукрам. Разам з тым, у печані фруктоза лягчэй сінтэзуе глікаген, чым глюкоза. У параўнанні з цукрозай, фруктоза лепш засвойваецца і валодае большай саладосцю. Дзякуючы апошняму ўласцівасці для неабходнага ўзроўню прысмакі прадукту можна выкарыстоўваць меншая колькасць фруктозы, знізіўшы тым самым, агульнае спажыванне цукроў. Гэта мае месца ў пабудове харчовага рацыёну абмежаванай каларыйнасці. Разглядаючы прымяненне вугляводаў у жыцці, асаблівая ўвага варта надаць дыетычнаму харчаванню. Фруктозу часта выкарыстоўваюць у якасці подсластітель ў вытворчасці прадуктаў для людзей, якія хварэюць на цукровы дыябет.

Пры лішку цукрозы парушаецца тлушчавы абмен і павялічваецца адукацыя тлушчу. Акрамя таго, ужо даўно даказана, што з павышэннем колькасці цукру, які паступае ў арганізм, узмацняецца сінтэз тлушчаў са складаных вугляводаў, непасрэдна тлушчу і нават бялку. Такім чынам, колькасць цукру, якое ўжываецца чалавекам, можа ў значнай меры рэгуляваць тлушчавы абмен.

Пры багатым ўжыванні цукру пачынаюцца парушэнні абмену халестэрыну і павышэнне яго ўтрымання ў крыві. Акрамя таго, лішак цукру дрэнна адбіваецца на працы кішачнай мікрафлоры - маса гніласных мікраарганізмаў павялічваецца, гніласныя працэсы паскараюцца, і развіваецца метэарызм. Менш за ўсё гэтыя пабочныя эфекты назіраюцца пры ўжыванні фруктозы. Галоўнай крыніцай гэтага вуглявода з'яўляюцца садавіна і ягады. Шмат фруктозы і глюкозы змяшчаецца ў мёдзе: 37,1 і 36,2% адпаведна. Ўвесь цукар, які ёсць у кавуне - гэта фруктоза, яе тут каля 8%.

Наступны моносахарид - галактоза. Ён не сустракаецца ў харчовых прадуктах ў вольным выглядзе. Галактоза - гэта прадукт расшчаплення лактозы, асноўнага вуглявода малака.

Што тычыцца дисахаридов, то галоўным з іх у нашым рацыёне з'яўляецца цукроза. Пры гідроліз яна расшчапляецца на фруктозу і глюкозу. Асноўнымі крыніцамі цукрозы з'яўляюцца бурачны і трысняговы цукар. У цукры-пяску змест гэтага вуглявода дасягае 99,75%. Акрамя таго, цукроза змяшчаецца ў садавіне, гародніне і бахчавых.

складаныя вугляводы

Поліцукрыды адрозніваюцца больш складаным будынкам малекулы і вельмі слабой растваральнасцю ў вадзе. Да гэтага класа адносяцца: крухмал, клятчатка, глікаген і пектіновые рэчывы. Прымяненне вугляводаў дадзенага класа распаўсюджана ў рознай ступені. Асноўнае харчовае значэнне мае крухмал. Яго высокае ўтрыманне ў збожжавых культурах з'яўляецца галоўным фактарам, абумаўляльным іх харчовую каштоўнасць. У рацыёне сярэдняга чалавека крухмал займае да 80% ад агульнай колькасці ужывальных вугляводаў. Патрапіўшы ў арганізм, ён ператвараецца ў простыя вугляводы і выконвае іх функцыі.

Што тычыцца глікагену, то ён у нашым арганізме гуляе ролю энергетычнага матэрыялу, сілкавальнага якія працуюць мышцы і ўнутраныя органы. Глікаген аднаўляецца праз реосинтез за кошт глюкозы.

Пекцін - растваральнае рэчыва, нядрэнна засвойвае ў арганізме. Як паказваюць сучасныя даследаванні ў сферы здаровага харчавання, пекцін можа выкарыстоўвацца ў прафілактычных і тэрапеўтычных мэтах пры захворваннях страўнікава-кішачнага гасцінца.

Абалоніна па структуры вельмі блізкая да поліцукрыдаў. Яе высокім утрыманнем славяцца збожжавыя прадукты. Акрамя колькасці абалоніны ў прадукце, вялікае значэнне мае яе якасць. Чым далікатней гэты вуглявод, тым лепш ён расшчапляецца ў кішачніку, і тым больш карысці прыносіць чалавеку. Гэтымі ўласцівасцямі валодае абалоніна гародніны і бульбы. Важнай асаблівасцю дадзенага поліцукрыды з'яўляецца здольнасць да вывядзенню халестэрыну з арганізма чалавека. Зараз больш дэталёва разгледзім прымяненне вугляводаў.

парэнтэральных харчаванне

Прымяненне вугляводаў у медыцыне на сённяшні дзень імкліва развіваецца. Парэнтэральных харчаванне - нутравенныя ўвядзенне ў арганізм пажыўных рэчываў. Выкарыстоўваецца ў выпадках, калі пацыент не мае магчымасці самастойна харчавацца. Прымяненне вугляводаў у парэнтэральных харчаванні вельмі распаўсюджана. Іх выкарыстоўваюць па той простай прычыне, што яны з'яўляюцца найбольш даступнай крыніцай энергіі для чалавечага арганізма. Энергетычная каштоўнасць вугляводаў складае 4 ккал / г. Сутачная патрэба чалавека ў энергіі вагаецца ў межах ад 1,5 да 2-х тысяч кілакалорый. Адсюль выцякае праблема ізаляванага прымянення вугляводаў для пакрыцця гэтай патрэбы. У пераліку на ізатанічны раствор глюкозы, для поўнага пакрыцця патрэбнасці чалавека ў калорыях неабходна пераліць ад 7 да 10 літраў раствора. Гэта можа прывесці да развіцця гипергидратации, ацёку лёгкіх і сердэчнососудыстых парушэнняў.

Выкарыстанне больш канцэнтраваных раствораў глюкозы багата іншымі непрыемнымі наступствамі - узнікненнем гиперосмолярности плазмы і раздражненнямі інтым вен (развіццё флебіты і тромбафлебітаў). А каб выключыць рызыку ўзнікнення асматычнага дыурэзу, трэба падтрымліваць хуткасць ўліванні глюкозы ў межах ад 0,4 да 0,5 г / кг / ч. Калі перавесці гэты паказчык на ізатанічны раствор глюкозы, атрымаецца крыху больш за 500 мм у гадзіну для хворага вагой 70 кг. Каб папярэдзіць парушэнне талерантнасці да вугляводаў і якія вынікаюць адсюль ўскладненні, да раствора глюкозы дадаюць інсулін. Разлік вядзецца па формуле: 1 ЕД на 3-4 грама сухі глюкозы. Інсулін не толькі станоўча ўплывае на ўтылізацыю глюкозы, але і спрыяе нармальнай адсорбцыі амінакіслот.

Прымяненне вугляводаў у медыцыне залежыць ад іх выгляду. У парэнтэральных харчаванні шырока ўжываюць: фруктозу, глюкозу, сарбiтол, декстран, глицерол і этылавы алкаголь.

дыетычнае харчаванне

Існуе мноства дыет, якія грунтуюцца на поўным або частковым выключэнні з рацыёну харчавання вугляводаў, а таксама павелічэнні спажывання бялкоў і тлушчаў. Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША праводзіла апытанне, паводле якога было выяўлена, што людзі, якія ўжываюць ежу багатую вугляводамі, пераважна валодаюць нармальным вагой. Ежа, у якой змяшчаецца шмат вугляводаў, больш пажыўная, але менш каларыйная.

Як вядома, у Амерыцы больш за палову насельніцтва пакутуе праблемай залішняй вагі. Прычым колькасць такіх людзей планамерна расце. Працяглы апытанне насельніцтва на прадмет якія ўжываюцца ў ежу прадуктаў паказаў, што людзі, у рацыёне якіх пераважаюць вугляводы, атрымліваюць менш калорый, чым аматары бялкоў і тлушчаў, пры такім жа аб'ёме з'едзенай ежы. У гэтай групы людзей з усіх апытаных, а іх было больш за 10000 чалавек, самы нізкі паказчык масы цела. Прычына ў тым, што на 1000 калорый углеводсодержащих прадуктаў, даводзіцца шмат клятчаткі і вады. Дадзеная група людзей атрымлівала з ежай большая колькасць пажыўных рэчываў, а менавіта: вітамінаў А і С, каратыну, кальцыя, жалеза і магнію. Тлушчы, халестэрын, цынк, натрый і вітамін В12, у іх рацыёне ўтрымліваліся ў нязначнай ступені.

Прымяненне вугляводаў і тлушчаў у харчовых прадуктах цесна звязана. Зрэшты, як і прымяненне вугляводаў з вавёркамі. Высокая эфектыўнасць вугляводаў як крыніц энергіі заключаецца ў іх здольнасці да зберажэння бялку. Калі ў ежу трапляе вялікая колькасць вугляводаў, арганізм выкарыстоўвае ў якасці энергетычнага матэрыялу менш амінакіслот. Наогул гэтыя рэчывы не з'яўляюцца незаменнымі кампанентамі харчавання, так як яны могуць сінтэзавацца з амінакіслот і гліцэрыны, тым не менш, нельга недаацэньваць іх ролю. Прымяненне вугляводаў у ежу павінна складаць, па меншай меры, 50 грам у суткі. У адваротным выпадку могуць узнікнуць парушэнні метабалічных працэсаў.

Разам з тым залішняе спажыванне вугляводаў прыводзіць да адукацыі падскурнага тлушчу. Пры пабудове рацыёну, важна не толькі задаволіць патрэбнасць чалавека ў гэтых рэчывах, але і збалансаваць спажыванне розных іх тыпаў. Важна прасачыць за суадносінамі простых і складаных вугляводаў. Калі ў арганізм паступае шмат цукроў, яны не могуць у поўнай меры сінтэзавацца ў глікаген і пераходзяць у трыгліцерыдаў, якія спрыяюць адукацыі тлушчавых тканін. Калі ў крыві падвышана ўтрыманне інсуліну, гэты працэс паскараецца.

Складаныя вугляводы, у адрозненне ад простых, расшчапляюцца павольна, таму іх ўтрыманне ў крыві нарастае паступова. У гэтай сувязі мэтазгодна, каб асноўную вугляводную частка у прадуктах харчавання складалі менавіта складана засваяльныя рэчывы. Іх доля павінна складаць ад 80 да 90 працэнтаў. Недахоп складаных вугляводаў асабліва адчувальны для тых, хто пакутуе на цукровы дыябет, атлусценнем, атэрасклерозам і захворваннямі сардэчна-сасудзістай сістэмы.

Як вы ўжо зразумелі, больш за ўсё вугляводы прымяняюцца ў харчаванні і медыцыне. Але на гэтым вобласць ужывання вугляводаў не сканчаецца. Дзе ж яшчэ іх выкарыстоўваюць?

глюкоза

Гэты вуглявод добра засвойваецца арганізмам і можа выкарыстоўвацца ў складзе некаторых медыцынскіх прэпаратаў. Акрамя таго, глюкоза шырока ўжываецца ў кандытарскай прамысловасці. З яе дапамогай робяць мармелад, карамель, пернікі і іншыя вырабы. У тэкстыльнай прамысловасці яна мае ролю аднаўляльніка. А пры вытворчасці гликоновой і аскарбінавай кіслот глюкоза з'яўляецца зыходным прадуктам. З яе дапамогай таксама праводзяць сінтэз некаторых вытворчых цукроў.

Немалое значэнне мае закісанне глюкозы. Яно адбываецца пры квашанні капусты, агуркоў, малака і іншых прадуктаў, а таксама пры сіласавання кармоў. У вытворчасці піва выкарыстоўваюць спіртовае закісанне глюкозы.

крухмал

Крухмал - каштоўнае пажыўнае рэчыва. Каб яно лягчэй засвойвалася арганізмам, прадукты падвяргаюць тэмпературнай апрацоўцы. Ва ўмовах высокай тэмпературы адбываецца частковы гідроліз крухмалу, а таксама адукацыю растваральных ў вадзе дэкстрыну. Дэкстрыны, патрапіўшы ў стрававальны тракт гідролізу да глюкозы, якая добра засвойваецца арганізмам. Калі казаць пра прымяненне вугляводаў у прамысловасці, нельга абыйсці бокам крухмал. Асноўныя прадукты, якія з яго атрымліваюць - глюкоза і патака. Гэта яшчэ больш пашырае вобласць, у якой мае месца быць прымяненне вугляводаў. Коратка апісаць працэс атрымання глюкозы і патакі з крухмалу можна наступным чынам.

Крухмал грэюць ў сумесі з разведзенай сернай кіслатой. Лішак кіслаты нейтралізуецца мелам. Асадак сульфату кальцыя, які ўтвараецца пры нейтралізацыі, адфільтроўваюць. Затым раствор упаривают і вылучаюць з яго глюкозу. Калі не даводзіць працэс гідролізу да канца, то атрымаецца сумесь глюкозы з дэкстрыну, якая называецца патакай. Яе выкарыстоўваюць у кандытарскай прамысловасці. Акрамя таго, дэкстрыны, атрыманыя з крухмалу, знайшлі шырокае прымяненне ў якасці клею і загушчальнікі для фарбаў. Крухмал даказвае, наколькі разнастайным можа быць прымяненне вугляводаў. Хімія працэсаў, пры гэтым, зусім не складаная.

Раней выкарыстоўвалася накрахмаливание бялізны, якое дазваляе ўдыхнуць у тканіну другое жыццё і падоўжыць яе тэрмін службы. Крухмал і прадукты, атрыманыя з яго, знайшлі прымяненне таксама ў тэкстыльнай, фармацэўтычнай і ліцейні прамысловасці.

цэлюлоза

Практычная карысць вугляводаў заўсёды была не менш важнай, чым іх біялагічная ролю. Прымяненне вугляводаў можна сустрэць у цалкам розных напрамках чалавечай дзейнасці. Цэлюлоза (абалоніна) выкарыстоўваецца чалавекам са старажытных часоў. Спачатку чалавек пачаў прымяняць драўніну ў якасці гаручага і будаўнічага матэрыялу. Затым з бавоўны, лёну і іншых кудзелістых раслін навучыліся рабіць нітку. Пазней з'явіліся тэхналогіі, якія дазваляюць атрымаць з драўніны паперу. Папера, па сваёй сутнасці, з'яўляецца тонкім пластом валокнаў клятчаткі, якія спрэсаваў і проклеены. У выніку атрымліваецца трывалая, гладкая паверхня, па якой не расцякаюцца чарніла.

Першапачаткова для вырабу паперы выкарыстоўвалі толькі раслінны сыравіну (сцеблы бавоўны і рысу). З яго чыста механічным шляхам здабывалі валакна. Але па меры развіцця грамадства, пералічаных крыніц стала не хапаць для пакрыцця патрэбнасці ў паперы. Асноўная колькасць яе ідзе на газеты. Улічваючы, што якасць паперы тут асаблівай ролі не гуляе, у яе пачалі дадаваць да 50 адсоткаў молатай драўніны. У далейшым з'явіліся тэхналогіі, якія дазваляюць пазбавіцца ад такіх спадарожных рэчываў драўніны, як смалы, лігнін і іншае. Вось такім разнастайным можа быць практычнае прымяненне вугляводаў.

На сённяшні дзень найбольш распаўсюджаным спосабам выдзялення цэлюлозы з'яўляецца сульфитный. Яго выкарыстоўваюць у розных галінах, дзе мае месца прымяненне вугляводаў. Хімія працэсу вельмі простая. Па гэтаму спосабу, драўніну здрабняюць і вараць у сумесі з гидросульфатом кальцыя. Затым вызваленую ад усялякіх прымешак цэлюлозу аддзяляюць на фільтрах. Атрыманы шчолак мае ў сваім складзе моносахариды, таму яго выкарыстоўваюць у якасці сыравіны для атрымання спірту. А яшчэ цэлюлоза выкарыстоўваецца пры вырабе віскозных, ацетатных і медна-аміячных валокнаў.

Часам вугляводы блытаюць з вуглевадародамі. Нягледзячы на тое што гэтыя два класы рэчываў сугучна называюцца, яны не маюць ніякага дачынення адзін да аднаго. Прымяненне гранічных вуглевадародаў у побыце і на вытворчасці - гэта зусім іншая гісторыя.

заключэнне

Сёння вы з вамі паглыбілі свае веды аб такіх рэчывах, як вугляводы. Ўласцівасці, прымяненне вугляводаў і іх карысць для чалавека пацвярджаюць, што гэтыя рэчывы з'яўляюцца найважнейшымі біялагічнымі кампанентамі на нашай планеце. Яны літаральна ўсюды і ва ўсім. Але не гэта галоўнае, а тое, што без вугляводаў наша жыццё было б немагчымай. Занадта ўжо шырока прымяненне вугляводаў у жыцці.