Ролята и приложението на въглехидратите. Използването на въглехидрати в медицината

Въглехидратите са неразделна част от клетките и тъканите на всеки жив организъм, било то растение, животно или човек. Те съставят по-голямата част от органичната материя на планетата Земя. Въглехидратите са доста широк клас съединения. Сред тях можете да намерите вещества с различни свойства. Поради тази характеристика, функциите на въглехидратите са много широки. Днес ще анализираме основните свойства, физиологичната роля и приложението на въглехидратите в различни направления на хранителната (и не само) индустрията.

Източници на въглехидрати

Основните източници на въглехидрати са билкови продукти. А именно: хляб, зърнени храни, зеленчуци, плодове, плодове. Що се отнася до продуктите от животински произход, някои от тях също са богати на въглехидрати. Това е преди всичко мляко, което съдържа така наречената млечна захар.

Храните могат да съдържат различни въглехидрати. Следователно значението, приложението на въглехидратите и техните функции са много големи. При зърнените култури и картофите има нишесте - комплексен въглехидрат, неразтворим във вода, който се разделя на прости захари под действието на храносмилателни сокове. В плодовете, зеленчуците и плодовете тези вещества се представят под формата на обикновени захари: плодове, цвекло, тръстика, грозде и т.н. Те се разтварят във вода и се абсорбират напълно от тялото. Захарите, разтворими във вода, бързо се абсорбират в кръвта.

Използването на въглехидрати

Смята се, че по-голямата част от въглехидратите трябва да се използват в сложна форма, а само 20-25% в проста. Това допринася за постепенното приемане на захари в тъканите. Ако човек получава достатъчно въглехидрати с храна, те се отлагат в черния дроб и мускулите под формата на "животинско нишесте" на гликоген. Когато има недостиг на въглехидрати, гликогенният резерв се разделя на глюкоза и се използва за нуждите на тялото (хранене на клетки и тъкани). Ако тялото получи излишъка си, те стават мазни. Между другото, въглехидратите също включват фибри, които са необходими за правилното храносмилане.

Въглехидрати - основните компоненти на храната, така че те не само предизвикват енергия homeostat тяло, но също така включени в биосинтеза на брой въглеродни съдържащи полимери. За цял живот човек средно използва около 14 тона от тези съединения. От тях около 2,5 тона са в проста форма. Използването на протеини, мазнини, въглехидрати и техните производни в храната не е равномерно разпределено. Въглехидратите са основната част от нашата диета. Те консумират 4 пъти повече от протеини или мазнини. С проста, смесена диета, около 60% от енергията, която човек получава от въглехидратите. Тяхната основна задача в тялото е да даде енергия. Колкото повече физическа активност в живота на човека, толкова повече се нуждае от въглехидрати. При заседнал начин на живот, необходимостта от тези вещества намалява. За тези, които не са ангажирани с ръчен труд, ежедневното изискване за въглехидрати е приблизително 400 грама.

Около 50-65% от въглехидратите навлизат в тялото ни с зърнени продукти. 15-25% - със захар и съдържащи захар продукти. Около 10% - с корени и грудки. И около 5-7% - с плодове и зеленчуци.

Въглехидратите са много силен дразнител екзокринния панкреас и най-активната стимулатор на синтез на инсулин, който играе важна роля в регулирането на въглехидратния метаболизъм и поддържа оптимален глюкозна хомеостаза. Претоварването с прости въглехидрати през годините води до хиперплазия бета - клетките, след това - отслабването на островния апарат и създаването на предпоставки за развитието на захарен диабет.

Класификация на въглехидратите

В зависимост от структурата, способността за разтваряне и степента на асимилация, въглехидратите, които са в състава на храната, са разделени на прости и сложни. Проста носят монозахариди (фруктоза, глюкоза, галактоза) и дизахариди (захароза, лактоза). Към комплекс - полизахариди (фибри, скорбяла, гликоген). В допълнение към дадените въглехидрати, във всеки клас има и други по-малко известни вещества.

Прости въглехидрати

Моно- и дизахаридите се разтварят добре във водата и бързо се абсорбират от тялото. Те имат подчертан сладък вкус, така че те често се наричат ​​просто захари. Най-често срещаният монозахарид е глюкозата, съдържаща се в различни плодове и плодове, и синтезирана по време на разцепването на ди- и полизахариди. Глюкозата, веднъж погълната, бързо намира своята употреба. Той образува гликоген, подхранва мозъчната тъкан и мускулите (включително сърцето), както и регулира нивата на кръвната захар. При физическа активност глюкозата може да се използва директно като източник на енергия.

Фруктозата има подобни свойства. Той може да се счита за много ценен, лесно асимилиран въглехидрат. Но, в сравнение с глюкозата, фруктозата все още се абсорбира бавно от червата и, удряйки кръвта, напуска кръвта по-бързо. До 80% от фруктозата се запазва в черния дроб, предотвратявайки насищането на кръвта със захар. В същото време в черния дроб на фруктозата е по-лесно да се синтезира гликоген, отколкото глюкоза. В сравнение със захарозата фруктозата се абсорбира по-добре и има по-голяма сладост. Благодарение на последното свойство за необходимото ниво на сладост на продукта може да се използва по-малко фруктоза, като по този начин се намалява общото потребление на захари. Това се случва при изграждането на диета с ограничено калорично съдържание. Като се има предвид използването на въглехидрати в живота, трябва да се обърне специално внимание на диетичното хранене. Фруктозата често се използва като подсладител в производството на продукти за хора с диабет.

С излишък от захароза, метаболизмът на мазнините се прекъсва и образуването на мазнини се увеличава. В допълнение, отдавна е доказано, че с увеличаването на количеството захар, влизащо в организма, се увеличава синтеза на мазнини от сложни въглехидрати, директно мазнини и дори протеини. Следователно количеството захар, консумирана от човек, може до голяма степен да регулира метаболизма на мазнините.

При изобилна употреба на захар има нарушения на метаболизма на холестерола и увеличаване на съдържанието му в кръвта. В допълнение, излишната захар има лош ефект върху работата на чревната микрофлора - масата на разлагащи се микроорганизми се увеличава, гниещите процеси се ускоряват и метеоризмът се развива. Най-слабо от тези нежелани реакции се наблюдава при употребата на фруктоза. Основният източник на този въглехидрат са плодовете и плодовете. Много фруктоза и глюкоза се срещат в меда: съответно 37,1% и 36,2%. Цялата захар, която е в динята, е фруктоза, тук е около 8%.

Следващият монозахарид е галактоза. Той не се среща в храната в свободната си форма. Галактозата е продукт на разцепването на лактозата, основното мляко на въглехидратите.

Що се отнася до дизахаридите, основната в нашата диета е захарозата. Когато се хидролизира, се разделя на фруктоза и глюкоза. Основните източници на захароза са захар от цвекло и тръстика. В захарен пясък съдържанието на този въглехидрат достига 99,75%. В допълнение, захарозата се открива в плодове, зеленчуци и пъпеши.

Комплексни въглехидрати

Полизахаридите се отличават с по-сложна структура на молекулата и изключително слаба разтворимост във вода. Този клас включва: нишесте, фибри, гликоген и пектинови вещества. Използването на въглехидрати от този клас се разпространява в различна степен. Основната храна е нишесте. Високото съдържание на зърнени култури е основният фактор, който определя тяхната хранителна стойност. В средната диета на човека, нишестето поема до 80% от общото количество консумирани въглехидрати. Веднъж в тялото, тя се превръща в прости въглехидрати и изпълнява функциите си.

Що се отнася до гликоген, в нашето тяло играе ролята на енергиен материал, който захранва работещи мускули и вътрешни органи. Гликогенът се възстановява чрез реосинтеза, дължаща се на глюкоза.

Пектинът е разтворимо вещество, което се абсорбира добре в организма. Както показват съвременните изследвания в областта на здравословното хранене, пектинът може да се използва за превантивни и терапевтични цели при заболявания на стомашно-чревния тракт.

Влакната има много сходна структура с полизахаридите. Неговото високо съдържание е известно със зърнени продукти. В допълнение към количеството влакна в продукта, голямо значение е качеството му. Колкото по-нежен е този въглехидрат, толкова по-добре се разцепва в червата и колкото повече полза носи човекът. Тези свойства се притежават от влакното от зеленчуци и картофи. Важна особеност на този полизахарид е способността да се премахне холестерола от човешкото тяло. Сега ще разгледаме по-подробно използването на въглехидрати.

Парентерално хранене

Употребата на въглехидрати в медицината днес се развива бързо. Парентерално хранене - интравенозно вкарване на хранителни вещества в тялото. Използва се в случаите, когато пациентът няма възможност да се храни самостоятелно. Използването на въглехидрати в парентералното хранене е много често. Те се използват по простата причина, че те са най-достъпният източник на енергия за човешкото тяло. Енергийната стойност на въглехидратите е 4 kcal / g. Ежедневната човешка нужда от енергия варира от 1,5 до 2 хиляди килокалории. Оттук и проблемът с изолираното приложение на въглехидрати за покриване на тази нужда. По отношение на изотоничен разтвор на глюкоза, за да се покрият изцяло човешките нужди от калории, е необходимо да се излива от 7 до 10 литра разтвор. Това може да доведе до развитие на хиперхидратация, белодробен оток и сърдечно-съдови нарушения.

Използването на по-концентрирани разтвори на глюкоза изпълнен с други неприятни последици - поникване плазма хиперосмоларитет и стимулации интимата вена (флебит и тромбофлебит). И за да се елиминира риска от осмотична диуреза, трябва да се поддържа скоростта на инфузия на глюкоза в диапазона от 0,4 до 0,5 г / кг / час. Ако превръщане на тази фигура да изотоничен разтвор на глюкоза до получаване на малко повече от 500 mm на час за пациент с тегло 70 кг. За да се предотврати нарушаването на поносимостта към въглехидратите и последващите усложнения, се добавя инсулин към глюкозния разтвор. Изчислението се основава на формулата: 1 ED за 3-4 грама суха глюкоза. Инсулинът не само оказва положително влияние върху използването на глюкоза, но също така подпомага нормалната адсорбция на аминокиселините.

Използването на въглехидрати в медицината зависи от техния тип. Парентерално хранене се използва широко: фруктоза, глюкоза, сорбитол, декстран, глицерол и етилов алкохол.

Диетична храна

Има много диети, които се основават на пълно или частично изключване на въглехидратите от диетата, както и на повишена консумация на протеини и мазнини. Американското министерство на земеделието проведе проучване, според което се разкри, че хората, които ядат храни, богати на въглехидрати, имат предимно нормално тегло. Храната, която съдържа много въглехидрати, е по-питателна, но по-малко калорична.

Както знаете, в Америка, повече от половината от населението страда от проблема с наднорменото тегло. А броят на тези хора нараства постоянно. Дългосрочно изследване на населението за хранителни продукти е показал, че хората в диетата доминиран от въглехидрати, получават по-малко калории, отколкото любителите на белтъчини и мазнини, с една и съща сума на храна яде. Тази група от хора от всички анкетирани, а имаше повече от 10,000 души, най-ниската индекс на телесна маса. Причината е, че 1000 калории на въглеродсъдържащи храни имат много фибри и вода. Тази група от хора получаване на брашно повече хранителни вещества, а именно витамини А и С, каротин, калций, желязо и магнезий. Мазнини, холестерол, цинк, натрий и витамин В12 в техните диети, съдържаща малка степен.

Използването на въглехидрати и мазнини в храните е тясно свързано. Въпреки това, като използването на въглехидрати с протеини. Високата ефективност на въглехидратите като източници на енергия се състои в способността им да пестят протеини. Когато се погълне голямо количество въглехидрати, тялото използва по-малко аминокиселини като свой енергиен материал. По принцип тези вещества не са основни компоненти на храненето, тъй като те могат да бъдат синтезирани от аминокиселини и глицерин, въпреки това тяхната роля не може да бъде подценена. Използването на въглехидрати в храната трябва да бъде най-малко 50 грама на ден. В противен случай може да има смущения в метаболитните процеси.

Въпреки това, прекомерната консумация на въглехидрати води до образуване на подкожна мазнина. При изграждането на диета е важно не само да се задоволят човешките нужди от тези вещества, но и да се балансира потреблението на различните им видове. Важно е да се проследи съотношението на простите и сложните въглехидрати. Когато тялото получава много захари, те не могат да бъдат напълно синтезирани в гликоген и да станат триглицериди, които спомагат за образуването на мастни тъкани. Когато се увеличава кръвното съдържание на инсулина, този процес се ускорява.

Комплексните въглехидрати, за разлика от просто, разбити бавно, така че тяхното съдържание в кръвта се увеличава постепенно. В тази връзка е препоръчително, че основната част от въглехидратите в храната са просто трудно да се смилаеми вещества. теглото им трябва да бъде между 80 и 90 процента. Липсата на сложни въглехидрати, особено забележими за тези, които страдат от диабет, затлъстяване, атеросклероза и заболявания на сърдечно-съдовата система.

Както вече разбрахте, най-вече въглехидратите се използват в храненето и медицината. Но областта на приложение на въглехидратите не свършва там. Къде другаде са използвани?

гликоза

Този въглехидрат се абсорбира добре от организма и може да се използва като част от някои лекарства. В допълнение, глюкозата се използва широко в сладкарската промишленост. С помощта на нея правят мармалад, карамел, меденки и други продукти. В текстилната промишленост играе ролята на редуктор. И при производството на глицин и аскорбинови киселини, глюкозата е изходният продукт. С негова помощ синтезират и някои промишлени захари.

Много важно е ферментация на глюкоза. Това се случва, когато зеле, краставици, мляко и други продукти са кисело, както и силажиране на фураж. При производството на бира се използва алкохолна ферментация на глюкоза.

нишесте

Нишестето е ценно хранително вещество. За да се улесни смилането от тялото, продуктите се подлагат на температурно третиране. При високи температурни условия, частичен хидролиза на нишесте, както и образуването на водоразтворими декстрини. Декстрините, захванати в храносмилателния тракт, се хидролизират до глюкоза, която се абсорбира добре от тялото. Ако говорим за използването на въглехидрати в промишлеността, не можем да пренебрегнем нишестето. Основните продукти, получени от него, са глюкоза и меласа. Това допълнително разширява областта, в която се прилага въглехидратите. Накратко опишете процеса получаване на глюкоза и меласа от нишестето могат да бъдат както следва.

Нишестето се загрява в смес с разредена сярна киселина. Излишната киселина се неутрализира от креда. Утайката от калциев сулфат, която се образува по време на неутрализирането, се филтрира. След това разтворът се изпарява и от него се изолира глюкоза. Ако не довеждате до края на хидролизата, получавате смес от глюкоза и декстрин, която се нарича меласа. Използва се в сладкарската промишленост. В допълнение, декстрините, получени от нишесте, се използват широко като лепило и сгъстител за бои. Нишестето доказва колко различни могат да бъдат приложенията на въглехидратите. Химията на процесите в същото време изобщо не е сложна.

Преди това се използваше нишесте, което ви позволява да вдишвате втори живот в тъканта и да удължите живота си. Нишестето и продуктите, получени от него, се използват и в текстилната, фармацевтичната и леярската промишленост.

целулоза

Практическите ползи от въглехидратите винаги са били не по-малко важни от тяхната биологична роля. Използването на въглехидрати може да се намери в напълно различни направления на човешката дейност. Целулозата (целулозата) се използва от човека от древни времена. Отначало човекът започнал да използва дърва като гориво и строителен материал. След това от памук, лен и други влакнести растения те се научили да направят нишка. По-късно имаше технологии, които позволяват да се получи хартия от дърво. Хартията, в същността си, е тънък слой влакнести влакна, които се пресоват и залепват. Резултатът е здрава, гладка повърхност, върху която мастилото не се разпространява.

Първоначално за производството на хартия са използвани само растителни материали (стъбла от памук и ориз). От нея механично извличаха влакна. Но тъй като обществото се развива, изброените източници не са достатъчни, за да покрият нуждата от хартия. По-голямата част от тях отиват във вестниците. Като се има предвид, че качеството на хартията тук не играе специална роля, до 50% от сухото дърво е добавено към него. По-късно имаше технологии, които позволяват да се отърват от съпътстващите го дървесни субстанции като катран, лигнин и т.н. Тук такива разнообразни могат да бъдат практическото приложение на въглехидрати.

Към днешна дата най-разпространеният начин за изолиране на целулозата е сулфитът. Използва се в различни области, където се използват въглехидрати. Химията на процеса е много проста. Съгласно този метод дървесината се смила и се приготвя в смес с калциев хидрогенсулфат. След това целулозата, освободена от всички примеси, се отделя на филтрите. Получената в резултат луга съдържа монозахариди, така че се използва като суровина за производството на алкохол. А целулозата се използва при производството на влакна от вискоза, ацетат и мед-амоняк.

Понякога въглехидратите са объркани с въглеводороди. Въпреки факта, че тези два вида вещества са съгласни, те нямат нищо общо помежду си. Използването на граничните въглеводороди в ежедневието и на работното място е съвсем различна история.

заключение

Днес вие и аз задълбочихме познанията си за такива вещества като въглехидрати. Свойствата, използването на въглехидрати и ползите от тях за хората потвърждават, че тези вещества са най-важните биологични компоненти на нашата планета. Те са буквално навсякъде и във всичко. Но това не е основното нещо, а фактът, че без въглехидрати животът ни ще бъде невъзможен. Твърде много от приложението на въглехидрати в живота.