Углеводы

Размещено на http://www.allbest.ru/

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА, МОЛОДЕЖИ И ТУРИЗМА (ГЦОЛИФК)»

(РГУФКСМиТ)

Кафедра биохимии и биоэнергетики спорта

РЕФЕРАТ

ПО ХИМИИ

на тему: «Углеводы»

Исполнитель: Евгений Щукин

студент 1 курса, 11 группы специализации

ТиМ прикладных видов спорта

и экстремальной деятельности

Работу принял: В.Н. Черемисинов

Москва 2011

Содержание

Введение

1. Понятие углеводов. Их биологическая роль

2. Классификация углеводов

3. Углеводы в организме человека

Заключение

Список использованных источников

Введение

Любой современный человек, несомненно, знаком с термином «углеводы». Ведь среди многочисленных веществ, составляющих окружающий нас мир, углеводы и их производные занимают исключительное место в жизни человека, обеспечивая его пищей, одеждой, жилищем.

Успехи бурно развивающихся отраслей химии, пограничных с биологией, дали возможность оценить подлинную роль углеводов и в самом процессе жизнедеятельности. Углеводы в виде разнообразных производных входят в состав клеток любого живого организма, выполняя здесь роль конструкционного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов специфических биохимических процессов. Соединяясь с нуклеиновыми кислотами, белками и липидами, углеводы составляют сложные высокомолекулярные комплексы, которые лежат в основе субклеточных структур и представляют собой основу живой материи Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - С. 6., в том числе и человека.

Каждому из нас, а посвятившим свою жизнь физической культуре и спорту - в особенности, необходимы определенные знания о том, каковы составляющие нашего организма, и какие процессы в нем происходят. Чем полнее и глубже эти знания, тем эффективнее деятельность по спортивному совершенствованию, тем выше спортивный результат.

Целью настоящего реферата является получение более полного, всестороннего представления об углеводах и их роли в организме человека. Для достижения указанной цели необходимо было решить ряд задач:

- уточнить понятие углеводов;

- выяснить их биологическую роль;

- на основании химического состава и строения углеводов провести их классификацию;

- определить, каково содержание углеводов в организме человека;

- выяснить, как проходит процесс пищеварения углеводов, какие ферменты в нем участвуют, каковы условия их действия в различных отделах пищеварительного тракта; как регулируется уровень глюкозы в крови;

- сделать выводы о правильном потреблении углеводов.

В соответствии с поставленными задачами построена и структура настоящего реферата. Он состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников.

Основу реферата составляют материалы учебной, научно-популярной литературы, интернет-ресурсы.

1. Понятие углеводов. Их биологическая роль

углевод пищеварение фермент

Углеводы (сахариды) - общее название обширного класса природных органических соединений. Как почти любому классу органических соединений с развитой химией, углеводам трудно дать вполне строгое определение, т.е. такое, которое включало бы всё, не входящее в этот класс Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. - М.: Наука, 1980. - С. 7.. С точки зрения химии, углеводы являются органическими веществами, содержащими неразветвленную цепь из нескольких атомов углерода, карбонильную группу, а также несколько гидроксильных групп.

Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом в 1844 г. В то время предполагали, что все углеводы имеют общую формулу: Cm(H2O)n ,то есть углевод + воды, отсюда и название - углеводы. В 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры предложила термин «углеводы» заменить термином «глициды», однако старое название «углеводы» укоренилось и является общепризнанным.

Огромное практическое и научное значение углеводов с давних времен привлекало к ним внимание исследователей. У самых истоков цивилизации лежит первое практическое знакомство человека с углеводами. Обработка древесины, изготовление бумаги, хлопчатобумажных и льняных тканей, хлебопечение, брожение - все эти процессы, известные еще с глубокой древности, непосредственно связаны с переработкой углеводсодержащего сырья. Тростниковый сахар был, по-видимому, первым органическим веществом, полученным человеком в химически чистом виде Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - С. 6..

Становление химии как науки во второй половине 18 века неразрывно связано с первыми работами в области химии углеводов. Вслед за тростниковым сахаром были выделены первые индивидуальные моносахариды - фруктоза (Ловиц, 1772), глюкоза (Пру, 1802). В 1811 году Кирхгоф получил глюкозу при обработке крахмала кислотой, проведя таким образом первый химический гидролиз полисахарида, а в 1814 году провел ферментолиз того же сахарида.

В 1861 г. A.M. Бутлеров осуществил свой исторический синтез углеводов (вне организма), получив при обработке водного раствора формальдегида (муравьиный альдегид) известковой водой смесь сахаров (метиленитан), содержащую и некоторые природные моносахариды. Это был первый синтез представителей одного из трех основных классов веществ (белки, липиды, углеводы), входящих в состав живых организмов.

Химическая структура простейших углеводов была открыта в конце 19 века в результате фундаментальных исследований Э. Фишера.

Значительный вклад в изучение углеводов внесли отечественные ученые А.А. Колли, П.П. Шорыгин, Н.К. Кочетков. В 20-е годы нынешнего столетия работами английского исследователя У. Хеуорса были заложены основы структурной химии полисахаридов. Со второй половины XX в. происходит стремительное развитие химии и биохимии углеводов, базирующееся на современной теории органической химии и новейшей технике эксперимента, и обусловленное их важным биологическим значением.

Биологическая роль углеводов чрезвычайно многообразна http://www.bsu.ru/content/hecadem/biochemy.

Энергетическая. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50-60% суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость - до 70%. При окислении 1 г углеводов выделяется 17 кДж энергии (4,1ккал). В качестве основного энергетического источника используется свободная глюкоза или запасы углеводов в виде гликогена.

Пластическая. Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и т.д.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.

Резервная. Углеводы запасаются в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Его запасы зависят от массы тела, функционального состояния организма, характера питания. При мышечной деятельности запасы гликогена существенно снижаются, а в период отдыха после работы восстанавливаются. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.

Защитная. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, покрывающих поверхность сосудов, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий, вирусов, а также от механических повреждений.

Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, играют роль антикоагулянтов, являются рецепторами ряда гормонов или фармакологических веществ, оказывают противоопухолевое действие.

Регуляторная. Клетчатка пищи не расщепляется в кишечнике, но активирует перистальтику кишечника, ферменты пищеварительного тракта, усвоение питательных веществ.

2. Классификация углеводов

Все углеводы можно классифицировать по различным основаниям.

Например, если классифицировать углеводы по количеству заместителей в карбонильной группе, то их можно поделить на альдегидные (один заместитель) и кетонные (два заместителя). По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. В зависимости от строения все углеводы классифицируются на три основных класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Последняя классификация в настоящее время является общепризнанной.

К моносахаридам относятся простые углеводы, которые при гидролизе не распадаются на более простые молекулы. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды делятся на триозы (С3Н6О3), тетрозы (С4Н8О4), пентозы (С5Н10О5), гексозы (С6Н12О6) и гептозы (С7Н14О7). Другие моносахариды в природе не встречаются, но могут быть получены синтетически. Моносахариды, содержащие 5-членный цикл, называются фуранозами, 6-членный - пиранозами.

Моносахариды входят в состав сложных углеводов (гликозиды, олигосахариды, полисахариды) и смешанных углеводсодержащих биополимеров (гликопротеиды, гликолипиды). При этом моносахариды связаны друг с другом и с неуглеводной частью молекулы гликозидными связями. При гидролизе под действием кислот или ферментов эти связи могут рваться с высвобождением моносахаридов. Биосинтез моносахаридов из углекислого газа и воды происходит в растениях (фотосинтез); с участием активированных производных моносахаридов - нуклеозиддифосфатсахаров - происходит, как правило, биосинтез сложных углеводов. Распад моносахаридов в организме (например, спиртовое брожение, гликолиз) сопровождается выделением энергии.

Моносахариды - белые, кристаллические вещества, сладкие на вкус, легко растворимые в воде.

Наиболее важную роль в организме человека выполняют представители гексоз - глюкоза и фруктоза, пентоз - рибоза и дезоксирибоза и триоз - глицериновый альдегид и диоксиацетон. Это основные энергетические субстраты организма человека. Они имеют одинаковый молекулярный состав (С6Н12О6), но разную структуру молекул, так как различаются функциональными группами. Глюкоза содержит альдегидную группу и относится к альдегидоспиртам (альдозам), а фруктоза содержит в своем составе кетогруппу и относится к кетоспиртам (кетозам). По положению карбонильной группы они являются изомерами.

Для моносахаридов характерна также пространственная изомерия или стереоизомерия, поскольку они содержат асимметрические атомы углерода, которые связаны с четырьмя различными атомами или группами атомов. Выделяют D - форму и L -форму изомеров моносахаридов. Принадлежность к D - или L - ряду определяется ориентацией Н и ОН - групп при атоме углерода, соседнем с концевым углеродом, содержащим спиртовую (гидроксильную) группу. Если ОН- группа расположена справа - сахар принадлежит к D - ряду, если ОН- группа слева , то сахар принадлежит к L - ряду.



Большинство моносахаридов у млекопитающих имеет D - конфигурацию - именно к ней специфичны ферменты, ответственные за их метаболизм и поэтому, организм человека может усваивать только D-форму моносахаридов.

В водной среде глюкоза и фруктоза находятся в основном в циклической форме. Циклизация молекулы происходит за счет внутримолекулярного взаимодействия альдегидной группы в молекуле глюкозы и кетогруппы в молекуле фруктозы с одной гидроксильной группой этого же моносахарида.

Для более удобного изображения циклической формы фруктозы используем правило Хеуорса: атомы водорода и гидроксильные группы, которые располагаются справа от цепочки атомов углерода, пишутся под плоскостью; атомы водорода и гидроксильные группы, которые располагаются слева от цепочки атомов углерода, пишутся над плоскостью:

Аналогично происходит образование циклической формы молекулы глюкозы. При этом кольцевая структура глюкозы является полуацетальной, так как образована в результате взаимодействия альдегидной и спиртовой групп.

Таким образом, циклические формы моносахаридов приобретают биологически реактивную гидроксильную группу при С1 или С2 атоме углерода, которая называется гликозидным гидроксилом. Она играет важную роль в химических превращениях этих моносахаридов, в частности, участвует в образовании ди- и полисахаридов и фосфорных эфиров.

Рассмотрим в качестве примера образование циклической формы молекулы фруктозы:

б-D- фруктофураноза

Изображение молекулы фруктозы по правилу Хеуорса

Из моносахаридов при замещении гидроксильных групп на аминогруппу (-NH2) образуются аминосахара. В организме человека наиболее важными аминосахарами являются глюкозамин и галактозамин:

Они входят в состав сложных углеводов мукополисахаридов, которые выполняют защитную и специфическую функции, характерные для слизей, стекловидного тела глаза, синовиальной жидкости суставов, системы свертывания крови и др.

Из глюкозы в процессе ее окисления или восстановления образуются многие функционально важные вещества: аскорбиновая кислота, спирт сорбит, глюконовая, глюкуроновая, сиаловые и другие кислоты.

Углеводы рибоза и дезоксирибоза в свободном виде встречаются редко. Чаще они входят в состав сложных веществ, т.е. используются в организме в пластических процессах. Так, рибоза входит в состав нуклеотидов (АТФ, АДФ, АМФ) и РНК, а также многих коферментов (НАДФ, НАД, ФАД, ФМН, КоА). Дезоксирибоза входит в состав ДНК. В организме рибоза и дезоксирибоза (как и другие пентозы) находятся в циклической форме.

Глицериновый альдегид и диоксиацетон образуются в тканях организма в процессе метаболизма глюкозы и фруктозы. Являясь изомерами, эти триозы способны к взаимопревращению:



В тканях организма в процессе метаболизма углеводов и жиров образуются фосфорные эфиры глицеринового альдегида и фосфодиоксиацетона. Фосфоглицериновый альдегид является высокоэнергетическим субстратом биологического окисления. В процессе его окисления образуется АТФ, пировиноградная кислота (ПВК) и молочная кислота (лактат).

Моносахариды легко вступают в химические взаимодействия, поэтому редко встречаются в живых организмах в свободном состоянии. Особенно важными для организма производными моносахаридов являются олигосахариды.

Олигосахариды - это сложные углеводы, построенные из небольшого количества (от 2 до 10) остатков моносахаридов. Если два остатка моносахаридов соединены между собой 1,4 или 1,2-гликозидными связями, то образуются дисахариды. Основными дисахаридами являются сахароза, мальтоза и лактоза. Их молекулярная формула С12Н22О12.

Сахароза - (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из остатка глюкозы и фруктозы, соединенных между собой 1,2-гликозидной связью, которая образуется при взаимодействии гидроксильной группы первого атома углерода глюкозы и гидроксильной группы второго атома углерода фруктозы.



Сахароза является основным компонентом пищевого сахара. В процессе пищеварения под влиянием фермента сахаразы расщепляется на глюкозу и фруктозу.

Мальтоза - (фруктовый сахар) состоит из двух молекул глюкозы, соединенных 1,4-гликозидной связью:

Много мальтозы содержится в солодовых экстрактах злаков, проросших зернах. Она образуется в желудочно-кишечном тракте в процессе гидролиза крахмала или гликогена. При пищеварении распадается на две молекулы глюкозы под воздействием фермента мальтазы.

Лактоза - (молочный сахар) состоит из молекулы глюкозы и галактозы, которые соединены между собой 1,4-гликозидной связью:

Лактоза синтезируется в молочных железах в период лактации. В системе пищеварения человека лактоза расщепляется под воздействием лактазы на глюкозу и галактозу. Поступление лактозы в организм с пищей способствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных процессов. Однако, у людей, имеющих низкую активность фермента лактазы (у большинства взрослого населения Европы, Востока, арабских стран, Индии), развивается интолерантность к молоку.

Рассмотренные дисахариды имеют сладкий вкус. Если сладость сахарозы принять за 100, то сладость лактозы составит 16, мальтозы - 30, глюкозы - 70, фруктозы -170. Кроме того, они обладают и высокой питательной ценностью. Поэтому они не рекомендуются для питания людей, страдающих ожирением и диабетом. Их заменяют искусственными веществами, например, сахарином, которые имеют сладкий вкус (сладость сахарина - 40000), но не усваиваются организмом.

Большинство углеводов в природе находятся в виде полисахаридов и делятся на две большие группы - гомо- и гетерополисахариды.

Полисахариды - это углеводы, в которых число моносахаридных остатков превышает десять и может доходить до десятков тысяч. Если сложный углевод состоит из одинаковых моносахаридных остатков, он называется гомосахаридом, если из разных - гетеросахаридом.

Гомополисахариды - твердые вещества, не обладают сладким вкусом. Основными представителями гомополисахаридов являются крахмал и гликоген.

Крахмал состоит из амилозы и амилопектина, является резервным питательным веществом у растений (крахмальные зерна в клубнях картофеля, в зернах злаковых). Содержание амилозы в крахмале составляет 15-20%, амилопектина 75-85%. В состав амилозы входит порядка 100 - 1000, в состав амилопектина - 600 - 6000 остатков глюкозы.



Схема строения цепей крахмала - амилозы (а), амилопектина (б) и участка молекулы гликогена (в)

Гликоген - животный крахмал. В своем составе содержит от 6000 до 300000 остатков глюкозы. Может откладываться про запас как резервный источник энергии. Наибольшее количество гликогена запасается в клетках печени (7%), в скелетных мышцах (1-3%), в сердце (0,5%).Крахмал и гликоген расщепляются в желудочно-кишечном тракте ферментом амилазой, в клетках животных гликоген расщепляется гликогенфосфорилазой.

Клетчатка (целлюлоза) - основная составная часть клеточной стенки растений, нерастворимая в воде, состоит из 2000-11000 остатков глюкозы, соединенных бетта-гликозидной связью. В организме играет важную роль в стимуляции перистальтики кишечника.

Гетерополисахариды - это сложные углеводы, состоящие из двух и более моносахаридов, чаще всего связаны с белками или липидами.

Гиалуроновая кислота - линейный полимер, состоит из глюкуроновой кислоты и ацетилглюкозамина. Входит в состав клеточных стенок, синовиальной жидкости, стекловидного тела, обволакивает внутренние органы, является желеобразной бактерицидной смазкой.

Хондроитинсульфаты - разветвленные полимеры, состоят из глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Служат основными структурными компонентами хрящевой ткани, сухожилий, роговицы глаза; содержатся также в костях и коже.

3. Углеводы в организме человека

Запасы углеводов в организме не превышают 2-3% от массы тела. За счет них энергетические запасы нетренированного человека могут покрываться не более 12 часов, а у спортсменов - и того меньше Пшендин А.М. Рациональное питание спортсменов: Для любителей и профессионалов. - СПб.: ГИОРД, 2000. - С. 47.. При нормальном потреблении углеводов организм спортсмена работает боле экономно и менее утомляется. Следовательно, необходимо постоянное поступление углеводов с пищей. Потребность организма в глюкозе зависит от уровня энергозатрат. По мере увеличения интенсивности, тяжести физического труда потребность в углеводах увеличивается. Норма углеводов в суточном рационе составляет 400 граммов для людей, не занимающихся спортом; для спортсменов - от 600 до 1000 граммов. 64% углеводов поступают в организм в виде крахмала (хлеб, крупы, макаронные изделия), 36% - в виде простых сахаров (сахароза, фруктоза, мед, пектиновые вещества).

Поступающие в организм человека сложные углеводы пищи имеют иную структуру, чем углеводы человеческого тела. Так полисахариды, составляющие растительный крахмал, - амилоза и амилопектин - представляют собой линейные или слаборазветвленные полимеры глюкозы, а крахмал человеческого тела - гликоген, имея в основе те же глюкозные остатки, образует из них иную - сильноразветвленную полимерную структуру. Поэтому усвоение пищевых олиго- и полисахаридов начинается с их гидролитического (под действием воды) расщепления в процессе пищеварения до моносахаридов.

Гидролитическое расщепление углеводов в процессе пищеварения происходит под действием ферментов гликозидаз, расщепляющих 1-4 и 1-6 гликозидные связи в молекулах сложных углеводов. Простые углеводы пищеварению не подвергаются, может только происходить брожение некоторой части их в толстом кишечнике под действием ферментов микроорганизмов.

К гликозидазам относятся амилаза слюны, поджелудочного и кишечного соков, мальтаза слюны и кишечного сока, конечная декстриназа, сахараза и лактаза кишечного сока. Гликозидазы активны в слабощелочной среде и угнетаются в кислой среде, за исключением амилазы слюны, которая катализирует гидролиз полисахаридов в слабокислой среде и теряет активность при увеличении кислотности.

В ротовой полости начинается пищеварение крахмала под воздействием амилазы слюны, которая расщепляет 1-4 гликозидные связи между остатками глюкозы внутри молекул амилозы и амилопектина. При этом образуются дектстрины и мальтоза. В слюне содержится в небольших количествах и мальтаза, гидролизующая мальтозу до глюкозы. Другие дисахариды во рту не расщепляются.

Большая часть молекул полисахаридов не успевает гидролизоваться во рту. Смесь крупных молекул амилозы и амилопектина с более мелкими - декстринами, мальтозой, глюкозой - поступает в желудок. Сильнокислая среда желудочного сока угнетает ферменты слюны, поэтому дальнейшие превращения углеводов происходят в кишечнике, сок которого содержит бикарбонаты, нейтрализующие соляную кислоту желудочного сока. Амилазы поджелудочного и кишечного соков более активны, чем амилаза слюны. В кишечном соке содержится также конечная декстриназа, гидролизующая 1-6 связи в молекулах амилопектина и декстринов. Эти ферменты завершают расщепление полисахаридов до мальтозы. В слизистой оболочке кишечника вырабатываются также ферменты, способные гидролизовать дисахариды: мальтаза, лактаза, сахараза. Под воздействием мальтазы мальтоза расщепляется на две глюкозы, сахароза под воздействием сахаразы - на глюкозу и фруктозу, лактаза расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу.

В пищеварительных соках отсутствует фермент целлюлаза, гидролизующая поступающую с растительной пищей целлюлозу. Однако в кишечнике имеются микроорганизмы, ферменты которых могут расщеплять некоторое количество целлюлозы. При этом образуется дисахарид целлобиоза, распадающийся потом до глюкозы.

Не расщепившаяся целлюлоза является механическим раздражителем стенки кишечника, активирует его перистальтику и способствует продвижению пищевой массы.

Под действием ферментов микроорганизмов продукты распада сложных углеводов могут подвергаться брожению, в результате чего образуются органические кислоты, СО2, СН4 и Н2.

Образовавшиеся в результате гидролиза углеводов моносахариды по своей структуре одинаковы у всех живых организмов. Среди продуктов пищеварения преобладает глюкоза (60%), она же является главным моносахаридом, циркулирующим в крови. В кишечной стенке фруктоза и галактоза частично превращаются в глюкозу, так что содержание ее в крови, оттекающей от кишечника, больше, чем в его полости.

Схема превращений углеводов в пищеварительной системе

Всасывание моносахаридов - активный физиологический процесс, протекающий с затратой энергии. Ее обеспечивают окислительные процессы, происходящие в клетках кишечной стенки. Моносахариды получают энергию, взаимодействуя с молекулой АТФ в реакциях, продуктами которых являются фосфорные эфиры моносахаридов. При переходе из кишечной стенки в кровь фосфорные эфиры расщепляются фосфатазами, и в кровоток поступают свободные моносахариды. Поступление их из крови в клетки различных органов также сопровождается их фосфорилированием.

Однако скорость превращения и появления в крови глюкозы из разных продуктов разная. Механизм этих биологических процессов отражен в понятии «гликемический индекс» (ГИ), которое показывает скорость превращения углеводов пищи (крахмала, гликогена, сахарозы, лактозы, фруктозы и т.д.) в глюкозу крови.

Известно, что уровень глюкозы в крови колеблется от 3,33 ммоль/л до 5,55 ммоль/л и регулируется с помощью гормонов инсулина, понижающего этот уровень до нормы и глюкагона, повышающего его до нормы. Увеличение уровня глюкозы в крови после приема пищи (пищевая или алиментарная гипергликемия) повышает, следовательно, и содержание инсулина в крови.

Инсулин - анаболический гормон; он воздействует на мембраны клеток, увеличивая их проницаемость для глюкозы, следовательно, увеличивая и питание клеток. В случаях избыточного веса (ожирение), такой процесс можно контролировать, используя продукты с низким и средним гликемическим индексом, и, наоборот, при интенсивных физических нагрузках - с высоким гликемическим индексом.

Попавшие из кишечника в кровь моносахариды переносятся ею в печень. Печень может регулировать содержание глюкозы в крови. Избыток глюкозы превращается в ней в гликоген и откладывается в запас, остальная глюкоза поступает в большой круг кровообращения и постепенно используется клетками различных органов. При повышении потребности организма в глюкозе гликоген печени может расщепляться и повышать уровень ее в крови.

Если поступление глюкозы в печень превышает возможности ее превращения в гликоген, то в большом круге кровообращения ее содержание оказывается выше нормы (5,55 ммоль/л). Такое состояние называется гипергликемией. Она стимулирует синтез гликогена не только в печени, но и в мышцах, а также превращение глюкозы в жиры и холестерин.

В состоянии покоя наибольшее количество глюкозы потребляется головным мозгом, при физической работе - мышцами.

В клетках различных органов в зависимости от их функционального состояния глюкоза либо сразу включается в реакции распада, обеспечивающие клетку энергией, либо участвует в пластическом обмене, в ходе которого из нее может синтезироваться не только гликоген, но и более сложные вещества: нуклеиновые кислоты, гликолипиды, гетерополисахариды и т.д.

Нормирование углеводов в рационе должно производиться с учетом сбалансированности их с белками и жирами Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б.В. Петровский. В 1 т. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - С. 619..

Избыток углеводов в питании является одним из основных факторов, способствующих появлению избыточного веса. Однако нередко резкое ограничение углеводов в диете ведет к значительным нарушениям обмена веществ. Особенно страдает при этом белковый обмен. Белки при дефиците углеводов используются не по назначению: они становятся источником энергии и участниками некоторых важных химических реакций. Это приводит к повышенному образованию азотистых веществ и, как следствие, к повышенной нагрузке на почки, нарушениям солевого обмена и другим, вредным для здоровья, последствиям. При достаточном поступлении углеводов с пищей белки используются, главным образом, для пластического обмена, а не для производства энергии. Таким образом, углеводы необходимы для рационального использования белков, которые являются составной частью молекул некоторых аминокислот, участвуют в построении ферментов, образовании нуклеиновых кислот, являются предшественниками образования жиров, иммуноглобулинов, играющих важную роль в системе иммунитета, и гликопротеидов - комплексов углеводов и белков, которые являются важнейшими компонентами клеточных оболочек.

При дефиците углеводов в пище организм использует для синтеза энергии не только белки, но и жиры. При усиленном распаде жиров могут возникнуть нарушения обменных процессов, связанные с ускоренным образованием кетонов (к этому классу веществ относится известный всем ацетон) и накоплением их в организме. Избыточное образование кетонов при усиленном окислении жиров и частично белков может привести к "закислению" внутренней среды организма и отравлению тканей мозга вплоть до развития ацидотической комы с потерей сознания.

Таким образом, составляя рацион питания, а особенно для спортсменов, следует строго придерживаться научных рекомендаций, касающихся его сбалансированности.

Заключение

Резюмируя изложенное, отметим, что углеводы, составляя основную часть всего органического вещества на нашей планете, занимают исключительное место в нашей жизни, обеспечивая нас пищей, одеждой и жилищем.

В результате проведенного нами исследования выяснено, что как почти любому классу органических соединений с развитой химией, углеводам трудно дать вполне строгое определение. Однако это понятие, в значительной степени, может сформироваться на основе имеющейся общепринятой классификации углеводов.

Написание реферата позволило выяснить многообразную биологическую роль углеводов. Удалось так же определить, каково содержание углеводов в организме человека; выяснить, как проходит процесс пищеварения углеводов, какие ферменты в нем участвуют, каковы условия их действия в различных отделах пищеварительного тракта; как регулируется уровень глюкозы в крови.

Кроме того, приведены научные обоснования, что недостаток в питании углеводов в течение длительного времени или резкое их ограничение способствует снижению сахара в крови, следовательно, понижению умственной и физической работоспособности, появлению слабости, сонливости, головокружения, головной боли, чувства голода, дрожи в руках. В то же время, вредным для организма является и их избыток в питании, особенно легкоусвояемых углеводов. Это, как правило, влечет за собой развитие атеросклероза, сердечнососудистых заболеваний, сахарного диабета, ожирения, кариеса зубов.

В целом, подготовка и написание реферата позволили получить более полное, многостороннее представление об углеводах и их роли в организме человека, что позволяет сделать вывод, о том, что поставленная цель реферата достигнута.

Список использованных источников

1. Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. - М.: Наука, 1980. - 176 с.

2. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - 672 с.

3. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т.1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. -367 с.

4. Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б.В. Петровский. В 1 т. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 704 с.

5. Пшендин А.М. Рациональное питание спортсменов: Для любителей и профессионалов. - СПб. : ГИОРД, 2000. - 160 с.

6. Биохимия. Учебное пособие [Электронный ресурс] / Сайт Бурятского государственного университета. - Режим доступа: http://www.bsu.ru/content//biochhecadememy/p_2_1.htm. - Загл. с экрана.

7. Классификация углеводов [Электронный ресурс] / Химик: сайт о химии. - Режим доступа: http://www.xumuk.ru/biologhim/062.html. - Загл. с экрана.

8. Марри Р. Биохимия человека: в 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1993. - 384 с. [Электронный ресурс] / Марри Р., Гренне Д., Мейес П., Родуэлл В. - Режим доступа: http://reslib.com/book/Biohimiya_cheloveka__Tom_1_#358. - Загл. с экрана.

9. Роль углеводов в жизнедеятельности человеческого организма [Электронный ресурс] / Fitness-online.by. - Режим доступа: http://www.fitness-online.by/2006/03/11/carbohydrates.html. - Загл. с экрана.

10. Углеводы [Электронный ресурс] / БалтикГрандСервис. - Режим доступа: http://bgsspb.ru/uglevody. - Загл. с экрана.

11. Углеводы [Электронный ресурс] / Википедия. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D3%E3%EB%E5%E2%EE%E4%FB. - Загл. с экрана.

Размещено на Allbest.ru

...