Вуглеводи 101 Харчування молотком
Вільям Міснер доктор філософії.
Основним джерелом виробництва м’язової енергії є аденозинтрифосфат -> АТФ). Для вироблення АТФ живі клітини витягують глюкозу з глікогену - довголанцюгового складного вуглеводу, що зберігається поруч у м’язах або печінці. Кожен м’язовий запас глікогену має хімічну структуру, майже ідентичну звичайному крохмалю і подібну до довголанцюгового мальтодекстрину. Глікоген - це ендогенний полісахарид глюканів, дуже складний вуглевод, що складається з довгих ланцюгів глюкози, пов’язаних між собою. Під час фізичних вправ першим вибором організму є відновлення глікогену до окремих молекул глюкози, які переносяться в крихітні клітини мітохондрій, які перетворюють глюкозу в АТФ для енергетичного обміну. Безкоштовні жири та амінокислоти -> з м’язової тканини) мобілізуються, щоб відкласти швидке виснаження глікогену та компенсувати будь-який дефіцит глікогену. Синтез АТФ з м'язового глікогену є найефективнішим джерелом енергії, що регенерує вдвічі більшу енергію з жиру та м'язового білка в сукупності.
Глікоген, -> або "тваринний крохмаль"), має структуру, ідентичну рослинному крохмалю амілопектину. Крохмалисті продукти з найбільшим вмістом амілопектину за структурою найбільше нагадують глікоген м’язів людини. Спіруліна - єдине відоме джерело їжі, яке містить чистий глікоген -> 24% його калорій із складних вуглеводів є «чистим» глікогеном.) Картопляний крохмаль - це другий глікоген, подібний їжі, і майже 3-й - мальтодекстрини зерна.
Крохмаль являє собою білий, зернистий або порошкоподібний, складний вуглевод без запаху, смаку, -> C 6 H 10 O 5) x, багатий насінням злакових рослин та цибулинами та бульбами. Молекули крохмалю складаються з сотень або тисяч атомів, що відповідає значенням x, як зазначено у формулі вище, які коливаються приблизно від 50 до багатьох тисяч. Рідний крохмаль позначає необроблений крохмаль. Молекули крохмалю мають дві структури.
У першого виду, амілози -> малюнок 1), що становить близько 20-25 відсотків звичайного крохмалю, групи C 6 H 10 O 5 розташовані у суцільний, але "скручений ланцюг", дещо схожий на котушку мотузки.
У другому виді, амілопектині -> малюнок 2), у цій молекулі відбувається значна кількість бокових розгалужень.
амілоза -> фігура 1) Амілопектин -> малюнок 2)
Зелені рослини виробляють крохмаль у процесі фотосинтезу. Він утворює частину клітинних стінок рослин, входить до складу твердих рослинних волокон і служить своєрідним накопичувачем енергії для рослин, оскільки його окислення до вуглекислого газу та води виділяє енергію. Гранули крохмалю, присутні в будь-якій рослині, мають розмір, форму та маркування, характерні для видів рослин, в яких виготовляється крохмаль. Крохмаль майже не розчиняється в холодній воді та спирті, але з окропом він дає колоїдну суспензію, яка може утворювати желе при охолодженні. Гаряча вода повільно перетворює крохмаль на менші молекули. Ця реакція, приклад гідролізу, каталізується кислотами та деякими ферментами, що дають ще простіші молекули, кінцевими продуктами є мальтоза, C 12 H 22 O 11, дисахарид та глюкоза, C 6 H 12 O 6, моносахарид.
Перетравлення крохмалю в організмі людини відбувається наступним шляхом: гідроліз починається в роті під дією слинного птіаліну, але завершується в тонкому кишечнику. Організм не відразу використовує всю глюкозу, що поглинається перетравленням крохмалю, але перетворює значну частину її в глікоген, який зберігається в печінці. -> Глікоген, який називається тваринним крохмалем, має структуру, майже ідентичну структурі амілопектину.) Оскільки організму потрібна глюкоза, гідроліз глікогену виділяє його в кров. Глікоген забезпечує запас енергії для тварин так само, як звичайний крохмаль для рослин.
Вміст амілози та розмір гранул різних крохмалів[2]
Крохмальне джерело
% Амілози
% Амілопектину
Діапазон розміру гранул -> ? м)
Кукурудза з високим вмістом амілози
Складний вуглевод складається з розгалужених ланцюгів з’єднаних між собою одиниць глюкози. Рослинний крохмаль - аналог людського глікогену з хімічною структурою, описаною просто як високий рівень амілопектину: амілоза від низького до низького рівня. Вуглеводна фракція спіруліни є єдиним відомим дієтичним джерелом глікогену -> 58% білка, 24% вуглеводів, 18% жиру). Глютамін - це білок, який залучається організмом для виробництва глікогену. Повідомляється, що інші субстрати покращують швидкість зберігання глікогену, включаючи його вироблення або перетворення в глюкозу для отримання енергії: насіння соняшнику, магній, калій, альфа-ліпоєва кислота, L-карнітин, вітамін K, диметил або триметил гліцин та вітамін B6 . Гідроксилимонна кислота -> HCA) збільшує вироблення в організмі глікогену -> шляхом відволікання вуглеводів від ліпогенезу до виробництва глікогену). Цей ефект досягається інгібуванням ферменту АТФ-цитрат-ліаза. [4]
Крохмаль - рослинна форма накопиченого глікогену/вуглеводу -> для енергетичного обміну), майже ідентична за структурою та функцією людському глікогену, за винятком значно нижчого ступеня розгалуження -> приблизно кожні 20-30 залишків). Нерозгалужений крохмаль називають амілозою; розгалужений крохмаль називається амілопектином. Мальтодекстрин, як правило, структурований як співвідношення амілопектин: а-амілоза 7: 3 порівняно з чистим глікогеном 10: 0 або співвідношенням амілопектину крохмалю 8: 2 картоплі: а-амілоза. Крохмаль кукурудзи та пшениці становить 7: 2-3, тоді як сорти тапіоки та рису близькі до співвідношення амілопектину: а-амілози картоплі 8: 2.
ЕНЕРГІЯ ВУГЛЕВОДІВ ПОЧИНАЄТЬСЯ З ПЕРЕВАРУВАННЯ
Дієтичні вуглеводи, з яких людина отримує енергію, надходять в організм у простих або складних формах:
-> 1) Моно-/дисахариди/прості коротколанцюгові цукри
-> 2) Полімери з довгими ланцюгами Крохмаль/Мальтодекстрини -> Амілоза + Амілопектин)
Магазини легкодоступної глюкози для постачання тканин окислюваним джерелом енергії знаходяться головним чином у печінці, як глікоген. Другим основним джерелом накопиченої глюкози є глікоген скелетних м’язів. Однак м'язовий глікоген загалом недоступний для інших тканин, оскільки в м'язах відсутній фермент глюкоза-6-фосфатаза.