Фрукты, овощи, бобы и злаки – все это источники углеводов. Углеводы – это простые и сложные сахара, получаемые из продуктов, которые мы едим. Не все углеводы одинаковы. Простые углеводы включают сахара, такие как столовый сахар или сахароза, а также фруктовый сахар или фруктоза. Сложные углеводы иногда называют «хорошими углеводами» из-за их питательной ценности. Сложные углеводы состоят из нескольких простых сахаров, связанных вместе, и включают крахмалы и клетчатку. Углеводы – важная часть здорового питания и ценный источник энергии, необходимый для нормальной биологической деятельности.
Углеводы – один из четырех основных классов органических соединений в живых клетках. Они вырабатываются во время фотосинтеза и являются основным источником энергии для растений и животных. Термин «углевод» используется при обращении к сахариду или сахару и его производным. Углеводы могут быть простыми сахарами или моносахаридами, двойными сахарами или дисахаридами, состоящими из нескольких сахаров или олигосахаридов или состоящими из многих сахаров или полисахаридов.
Органические полимеры
Углеводы – не единственный тип органических полимеров. Другие биологические полимеры включают:
Липиды: разнообразная группа органических соединений, включая жиры, масла, стероиды и воски.
Белки: органические полимеры, состоящие из аминокислот, которые выполняют множество функций в организме. Некоторые обеспечивают структурную поддержку, в то время как другие действуют как химические посланники.
Нуклеиновые кислоты: биологические полимеры, включая ДНК и РНК, которые важны для генетической наследственности.
Моносахариды
Формула моносахарида или простого сахара в несколько раз кратна CH2O. Например, глюкоза (наиболее распространенный моносахарид) имеет формулу C6H12O6. Глюкоза типична для моносахаридов по структуре. Гидроксильные группы (-ОН) присоединены ко всем атомам углерода, кроме одного. Углерод без присоединенной гидроксильной группы связан двойной связью с кислородом с образованием так называемой карбонильной группы.
Расположение этой группы определяет, известен ли сахар как кетон или альдегидный сахар. Если группа не терминальная, тогда сахар известен как кетон. Если группа находится в конце, она называется альдегидом. Глюкоза – важный источник энергии в живых организмах. Во время клеточного дыхания происходит расщепление глюкозы с целью высвобождения накопленной энергии.
Дисахариды
Два моносахарида, соединенные гликозидной связью, называются двойным сахаром или дисахаридом. Самый распространенный дисахарид – сахароза. Она состоит из глюкозы и фруктозы. Сахароза обычно используется растениями для транспортировки глюкозы из одной части растения в другую.
Дисахариды также являются олигосахаридами. Олигосахарид состоит из небольшого количества моносахаридных единиц (примерно от двух до 10), соединенных вместе. Олигосахариды находятся в клеточных мембранах и помогают другим мембранным структурам, называемым гликолипидами, распознавать клетки.
Полисахариды
Полисахариды могут состоять из сотен и тысяч моносахаридов, объединенных вместе. Эти моносахариды соединяются вместе посредством синтеза дегидратации. Полисахариды выполняют несколько функций, включая структурную поддержку и хранение. Некоторые примеры полисахаридов включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин.
Крахмал – это жизненно важная форма хранимой в растениях глюкозы. Овощи и злаки – хорошие источники крахмала. У животных глюкоза хранится в виде гликогена в печени и мышцах.
Целлюлоза – это волокнистый углеводный полимер, который образует клеточные стенки растений. Она составляет около одной трети всего растительного вещества и не может быть усвоена человеком.
Хитин – это жесткий полисахарид, который можно найти в некоторых видах грибов. Хитин также образует экзоскелет членистоногих, таких как пауки, ракообразные и насекомые. Хитин защищает мягкое внутреннее тело животного и не дает ему высохнуть.
Переваривание углеводов
Углеводы в продуктах, которые мы едим, должны перевариваться, чтобы извлечь накопленную энергию. Когда пища проходит через пищеварительную систему, она расщепляется, позволяя глюкозе всасываться в кровь. Ферменты во рту, тонком кишечнике и поджелудочной железе помогают расщеплять углеводы на их моносахаридные составляющие. Затем эти вещества всасываются в кровоток.
Система кровообращения транспортирует глюкозу из крови к клеткам и тканям организма. Высвобождение инсулина поджелудочной железой позволяет нашим клеткам усваивать глюкозу и использовать ее для производства энергии посредством клеточного дыхания. Избыточная глюкоза хранится в виде гликогена в печени и мышцах для дальнейшего использования. Избыток глюкозы также может откладываться в виде жира в жировой ткани.
Усвояемые углеводы включают сахара и крахмалы. Углеводы, которые нельзя переваривать, включают нерастворимую клетчатку. Пищевые волокна выводятся из организма через толстую кишку.