3.2: Пильний погляд на вуглеводи

Навички для розвитку

Опишіть деякі відмінні риси вуглеводів.
Опишіть різницю між вуглеводами, що швидко вивільняються та повільно вивільняються.
Що саме являють собою вуглеводи і скільки видів існує?

Вуглеводи - ідеальна поживна речовина для задоволення харчових потреб вашого організму. Вони живлять ваш мозок і нервову систему, забезпечують енергією всі ваші клітини (і в межах належних калорій) і допомагають підтримувати ваше тіло в тонусі і стрункістю. Зокрема, засвоювані вуглеводи забезпечують велику кількість продуктів, вітамінів та мінеральних речовин, тоді як неперетравлювані вуглеводи забезпечують велику кількість клітковини та масу інших корисних речовин для здоров’я.

Рослини синтезують вуглевод, що швидко вивільняється, глюкозу, з вуглекислого газу в повітрі та воді, а також використовуючи сонячну енергію. Нагадаємо, що рослини перетворюють енергію сонячного світла на хімічну енергію в молекулі - глюкозу. Рослини використовують глюкозу для отримання інших більших вуглеводів, що повільніше вивільняються. Коли ми їмо рослини, ми збираємо енергію глюкози для підтримки життєвих процесів.

Малюнок 3.2.1: Схема класифікації вуглеводів. Вуглеводи розбиваються на підгрупи “швидко вивільняються” та “повільно вивільняються” вуглеводи. Ці підгрупи додатково класифікуються на моно-, ді- та полісахариди.

Вуглеводи - це група органічних сполук, що містить співвідношення одного атома вуглецю до двох атомів водню до одного атома кисню. В основному це гідратовані вуглеці. Слово "вуглець" означає вуглець, а "гідрат" означає воду. Глюкоза (також звана декстроза), найпоширеніший вуглевод в організмі людини, має шість атомів вуглецю, дванадцять атомів водню і шість атомів кисню. Хімічна формула глюкози записується як \ (C_6H_O_6 \). Синонімом терміну вуглевод є грецьке слово «сахарид», що означає цукор. Найпростішою одиницею вуглеводів є моносахарид. Вуглеводи в основному класифікуються на дві підгрупи: "швидко вивільняються" і "повільно вивільняються". Вуглеводи, що швидко вивільняються, додатково групуються в моносахариди та дисахариди. Вуглеводи з повільним вивільненням - це довгі ланцюги моносахаридів. (Малюнок 3.2.1).

Швидко вивільняються вуглеводи

Вуглеводи, що швидко вивільняються, також відомі більш просто як "цукри". Вуглеводи, що швидко вивільняються, групуються як моносахариди або дисахариди. До моносахаридів належать глюкоза, фруктоза та галактоза, а до дисахаридів - лактоза, мальтоза та сахароза.

Моносахариди

Для всіх організмів, від бактерій до рослин і тварин, глюкоза є найкращим джерелом палива. Мозок повністю залежить від глюкози як джерела енергії (за винятком екстремальних умов голодування). Моносахаридна галактоза відрізняється від глюкози лише тим, що гідроксильна (−OH) група звертається в іншому напрямку на вуглецю номер чотири (рис. 3.2.2). Ця невелика структурна зміна призводить до того, що галактоза є менш стабільною, ніж глюкоза. В результаті печінка швидко перетворює її в глюкозу. Найбільш поглинена галактоза використовується для виробництва енергії в клітинах після її перетворення в глюкозу. (Галактоза - це один з двох простих цукрів, які зв’язані між собою, щоб утворити цукор, що міститься в молоці. Пізніше він звільняється під час процесу травлення.)

Фруктоза також має ту саму хімічну формулу, що і глюкоза, але відрізняється своєю хімічною структурою, оскільки кільцева структура містить лише п’ять вуглеводнів, а не шість (рис. 4.2.2). Фруктоза, на відміну від глюкози, не є джерелом енергії для інших клітин організму. В основному фрукти, що містяться у фруктах, меді та цукровому очереті, є одним із найпоширеніших моносахаридів у природі. Він також міститься в безалкогольних напоях, крупах та інших продуктах, підсолоджених кукурудзяним сиропом з високим вмістом фруктози.

Малюнок 3.2.2: Структури трьох найпоширеніших моносахаридів: глюкози, галактози та фруктози. Червоні кола вказують на структурні відмінності між цими трьома.

Менш поширеними моносахаридами є пентози, які містять лише п’ять вуглеводнів, а не шість. Пентози багаті на нуклеїнові кислоти РНК і ДНК, а також як компоненти клітковини.