Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Роль гликогена в физической активности

Гликоген запасается вместе с водой в соотношении 1 г углеводов к 3 г воды. Во время выполнения физических упражнений он расщепляется до глюкозы, которая вместе с жиром обеспечивает мышцы энергией.

Во время кратковременной высокоинтенсивной нагрузки (анаэробной) при спринте или поднятии весов, резко возникает потребность в огромном количестве энергии. В этих случаях гликоген выступает основным топливом для организма поскольку только он может расщепляться достаточно быстро, жир расходуется в небольших количествах.

Во время более длительных низкоинтенсивных упражнений (аэробных), например, езды на велосипеде, плавания или бега на длинные дистанции, гликоген также выступает в роли главного энергоресурса, но по мере того как иссякает его запас, расходуется больше жира. Жир недостаточно быстро расщепляется для того, чтобы непрерывно удовлетворять высокие затраты энергии и поэтому способность организма выдерживать длительные нагрузки связана с его запасами гликогена. Признаком его истощения в работающих мышцах является усталость.

Высокий уровень гликогена в начале упражнения способен избавить от быстрого утомления. Таким образом, количество употребляемых в пищу углеводов определяет количество накопленного гликогена, что в свою очередь существенно влияет на нашу производительность. Когда мы съедаем что-то вроде фруктов, каш или хлеба, глюкоза быстро попадает в кровоток, готовая незамедлительно обеспечивать энергией, нуждающиеся в ней, мозг, мышцы или другие ткани организма.

Низкоуглеводная диета менее эффективна с точки зрения пополнения запасов гликогена в теле. Особенно остро его утечка заметна при отсутствии перерыва между тренировками. Это может вызывать ощущение вялости и потерю интереса к занятиям. В таком случае, необходимо взять перерыв в несколько дней, чтобы организм смог восполнить свои ресурсы.

Запасы гликогена обновляются за счет потребления большого количества углеводной пищи. Хорошим источником углеводов являются:

• бананы;
• хлеб;
• крупы;
• картофель;
• рис;
• макаронные изделия.

Отдавая предпочтение цельным вариантам этих продуктов, вы также увеличиваете в своем рационе количество пищевых волокон (клетчатки). После тренировки необходимо пополнять запасы гликогена, в противном случае провести на максимуме следующую тренировку будет просто невозможно. На это может потребоваться до 48 часов, а в случае соблюдения низкоуглеводной диеты еще больше. Поэтому рекомендуется чередовать тяжелые и более легкие тренировки, чтобы запасы мышечного гликогена могли правильно восстанавливаться.

Иными словами, функции углеводов в организме человека заключаются в эффективном пополнении запасов гликогена в мышцах и печени. Гликоген необходим для сокращения мышц. Если организм не получает достаточное количество углеводов или отдыха, уровень гликогена неумолимо снижается, наваливается усталость и снижается способность работать эффективно.

Хитин функции в организме. 1 Место хитина в классификации химических соединений

Хитин (поли-N-ацетил-D-глюкозамин) является широко распространенным в природе биополимером. Полимеры (от греч. polymeros — состоящий из многих частей, многообразный) -это вещества, молекулы которых состоят
из большого числа структурно повторяющихся звеньев — мономеров.
По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр. натуральный каучук)
и синтетические (напр., полиэтилен).
Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют
в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов — пластические массы, резины,
волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы.

Биополимерами являются многие природные высокомолекулярные соединения из которых построены клетки живых организмов и
межклеточное вещество, связывающее их между собой. К биополимерам относятся,,
полисахариды
(сложные) и так называемые смешанные биополимеры , например, липопротеины (комплексы содержащие белки и липиды) и т.д. Хитин — это азотосодержащий полисахарид (аминополисахарид) . Мономерами полисахаридов являются
моносахариды (монозы):,, галактоза др.

В связи с биологической функцией полисахариды делятся на резервные и структурные .
Большинство резервных полисахаридов
(крахмал, гликоген, инулин) являются важнейшими компонентами пищевых продуктов, выполняя в организме человека функцию источника
углерода и энергии. Структурные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза) в клеточных стенках растений образуют протяженные цепи,
которые, в свою очередь, укладываются в прочные волокна или пластины и служат своего рода каркасом в живом организме.
Самый распространенный в мире биополимер
это структурный полисахарид растений — целлюлоза. Хитин является вторым после целлюлозы
по распространённости структурным полисахаридом .
По химическому строению, физико-химическим свойствам и выполняемым функциям хитин близок к целлюлозе.
Хитин — это аналог целлюлозы в животном мире.

Кузнечики альтернатива мясу?

К жукопоеданию в современном мире относятся по-разному. Одних бросает в жар только от мысли, что кто-то где-то щелкает вместо семечек тараканов. Другие решаются отведать гастрономической экзотики, путешествуя по миру. А для третьих, кузнечики и вся хитиновая братия служат обычной пищей, которая остается в почете сотни лет.

Этот факт не мог не заинтересовать исследователей. Они принялись изучать, что полезного может получить человек, потребляя насекомых. Как и следовало ожидать, ученые определили, что вся эта «жужжащая экзотика» снабжает человека хитином, что, бесспорно, уже плюс.

Кроме того, в ходе изучений химического состава насекомых оказалось, что в некоторых содержится почти столько протеинов, как в говяжьем мясе. Например, 100 г кузнечиков содержат в себе 20,5 г белка, а это всего на 2 г меньше, чем в говядине. В навозных жуках – около 17 г протеинов, в термитах – 14, а в пчелиных телах есть примерно 13 г белков. И все бы ничего, но собрать 100 г насекомых, гораздо тяжелее, чем купить 100-граммовый кусок мяса.

Как бы там ни было, но в конце XIX века британец Винсент Хольт основал для гурманов некое новое течение и назвал его энтомофагией. Приверженцы этого движения вместо мясоедения или вегетарианства «исповедовали» питание насекомыми. Сторонники такой диеты считали свой рацион, богатый хитином, почти что лечебным. А блюда из своего меню – полезнее и чище, чем продукты из животных.

Хитин в аптеке. Характеристика действующего вещества хитозана.

В прошлом хитозан добывали переработкой хитина верхних покровов красноногих крабов, используя расщепление карбонатного комплекса, который придаёт твердость внешнему скелету ракообразных. Данный метод производства хитозана, в промышленных масштабах, оказался дорогостоящим. Поэтому, пришлось разработать метод добычи хитозана из иных биологических ресурсов, среди которых был хитин мелких ракообразных.

По своему химическому составу хитозан принадлежит к органическим полисахаридам животного происхождения, мономерам хитина. Частица хитозана имеет в своем составе множество аминогрупп, которые позволяют ей взаимодействовать с ионами водорода и приобретать свойства слабого щелочного соединения. Это разъясняет склонность хитозана захватывать и связывать ионы любых металлов, и положительно заряженных радиоактивных изотопов. Многочисленные аминогруппы молекулы хитозана могут образовывать огромное количество водородных связей. По этой причине вещество может адсорбировать на своей поверхности много микробных токсинов и вредных веществ, возникающих во время переваривания пищи в кишечнике.

Хитозан может образовывать связи с молекулами жироподобных веществ в просвете тонкого и толстого кишечника человека. Образовавшийся комплекс, не всасывается клетками кишечника и впоследствии выводится естественным путем. Это свойство хитозана позволяет применять его как средство, способное предотвратить накопление жировых запасов, уменьшить поступление холестерина из съеденных продуктов, улучшить необходимые сокращения стенок кишечника. Прекращение поступления жиров, из содержимого кишечника, заставляет организм использовать личные запасы жира.

Для получения энергии и синтезирования, требуемых организму соединений, что способно оказать значительное влияние на сокращение жировой прослойки различных частей тела. Чрезмерный вес и высокие показатели холестерина в крови, все чаще беспокоят граждан старше тридцатилетнего возраста

Для поддержания хорошего самочувствия необходимо уделять внимание, уменьшению поступления холестерина из кишечника в кровеносные сосуды, что значительно снижает риск образования холестериновых бляшек во всех сосудах тела

Хитин и…

…пищеварение

Введение хитина в обычный рацион – это лучшее, что может сделать человек для своего здоровья. Так, по крайней мере, говорят некоторые исследователи. Ведь потребление этого вещества не только поможет скинуть лишний вес, но и снизит артериальное давление, предотвратит возникновение язв в пищеварительной системе, облегчит переваривание пищи.

Несколько исследований, проведенных в Японии и Европе, показали, что хитин и его производные способствуют росту полезных бактерий в кишечнике. Также в ученых есть основания предполагать, что хитин не просто улучшает работу толстой кишки (избавляя от синдрома раздраженного кишечника), но и предотвращает образование в тканях злокачественных опухолей и полипов.

Доказано, что это уникальное вещество защищает от гастрита, останавливает диареи, избавляет от запоров, выводит токсины.

…лактоза

Это может удивить, но результаты исследований убеждают в истинности данного предположения. Хитин облегчает непереносимость лактозы. Результаты опытов удивили даже ученых. Оказалось, на фоне хитина даже пища, на 70 процентов состоящая из лактозы, не вызывает симптомов несварения.

…лишний вес

Сегодня существует ряд доказательств того, что хитин является блокатором жира. Когда человек потребляет этот углевод, он связывается с липидами, которые попали в организм с пищей. А будучи нерастворимым (неперевариваемым) компонентом, этой же способностью автоматически наделяет связанный жир. В результате получается, что этот странный «дует» путешествует телом, не всасываясь в него. Экспериментально установлено, что для потери веса необходимо употреблять по 2,4 г хитозана в сутки.

…заживление ран

Хитин является одним из важнейших веществ для больных с ожоговыми ранами. Он имеет замечательную совместимость с живой тканью. Ученые заметили, что благодаря этому веществу раны затягиваются быстрее. Оказалось, что кислая смесь хитина ускоряет заживление травм после ожогов разной степени. Но изучение этой способности хитина продолжаются.

…минерализация

Этот полисахарид играет решающую роль в минерализации разных тканей. И главный пример этого – раковины моллюсков. Исследователи, изучив эту способность хитина, возлагают большие надежды на это вещество в качестве компонента для восстановления костной ткани.

Глюкоза

Глюкоза по праву считается самым важным простым углеводом, являющимся тем «кирпичиком», который участвует в построении большинства пищевых дисахаридов и полисахаридов. Этот углевод способствует тому, что жиры в организме «сгорают» в полном объеме.

Важно! Для попадания глюкозы внутрь клеток необходим инсулин, при отсутствии которого, во-первых, повышается уровень сахара в крови, во-вторых, клетки начинают испытывать сильнейший дефицит энергии. Глюкоза – это топливо, за счет которого поддерживаются все без исключения процессы в организме

Благодаря этому углеводу обеспечивается полноценная работа организма при сильных физических, эмоциональных, а также умственных нагрузках. Поэтому крайне важно поддерживать в норме ее постоянный уровень

Глюкоза – это топливо, за счет которого поддерживаются все без исключения процессы в организме. Благодаря этому углеводу обеспечивается полноценная работа организма при сильных физических, эмоциональных, а также умственных нагрузках

Поэтому крайне важно поддерживать в норме ее постоянный уровень

Норма глюкозы в крови варьируется в пределах 3,3 – 5,5 ммоль/л (в зависимости от возраста).

Польза глюкозы:

• обеспечение организма энергией;
• нейтрализация токсических веществ;
• устранение симптомов интоксикации;
• способствование излечению болезней печени, ЖКТ, сердечно-сосудистой, а также нервной систем.

Недостаток или избыток глюкозы могут привести к развитию таких нарушений и заболеваний:

• изменению кислотно-щелочного баланса;
• нарушению углеводно-жирового и белкового обменов;
• понижению либо повышению артериального давления;
• сахарному диабету;
• слабости;
• ухудшению настроения.

В каких продуктах содержится глюкоза?

Из всего разнообразия углеводосодержащих продуктов наибольшее количество глюкозы присутствует в винограде (по этой причине глюкозу часто называют «виноградным сахаром»).

Кроме того, глюкоза содержится в таких продуктах:

• вишня;
• арбуз;
• черешня;
• дыня;
• малина;
• земляника;
• слива;
• морковь;
• банан;
• тыква;
• инжир;
• белокочанная капуста;
• картофель;
• курага;
• зерновые и злаковые;
• изюм;
• груши;
• яблоки.

Также глюкоза содержится в меде, но исключительно вместе с фруктозой.

Функция хитина

Хитин, как целлюлоза и кератин, является структурным полимером. Структурные полимеры, изготовленные из мономеров меньшего размера или моносахаридов, образуют прочные волокна. Когда секретируется внутри или снаружи клеток организованным способом, волокна образуют слабые связи между собой. Это добавляет силы всей структуре. Хитин и целлюлоза оба сделаны из мономеров глюкозы, в то время как кератин является волокнистым белком. Различные структурные полимеры возникли в начале эволюции жизни, потому что они встречаются только в определенных группах. Целлюлоза исключительно для растений, кератин для животных и хитин для членистоногих, моллюсков и грибов. Как хитин, так и целлюлоза эволюционировали на ранних этапах истории жизни, в то время как кератин возникал у некоторых животных спустя долгое время после того, как растения и грибы отошли от других эукариот.

Хитин в аптеке. Хитозан — это «магнит» для жира

Хитозан – это полисахарид , т.е. вещество которое по своему химическому строению очень похоже на крахмал, но только  не переваривается в ЖКТ человека.

Его получают с помощью гидролиза из Хитина, который в большом количестве присутствует в панцирях насекомых и  ракообразных. В рыбодобывающей промышленности их фактически считают отходами переработки морепродуктов, и зачастую просто выбрасывают. А если захотеть, то из хитина с помощью гидролиза можно сделать хитозан, который обладает уникальной абсорбирующей способностью.

Всё дело в том, что попадая в организм человека вместе с пищей, в кишечнике хитозан разбухает и связывает молекулы жира . Ученые выяснили, что каждая молекула хитозана в состоянии связать до 7 молекул жира, а это очень много. И означает, что после того как Вы поедите чего-то жирного в большом количестве, и примите Хитозан, значительная часть жиров просто не сможет всосаться в стенки кишечника , а следовательно, жир (“плохой холестерин”) и токсины вместе с хитозаном покинут желудочно-кишечный тракт в неизмененном состоянии.

Как правильно выбрать и принимать Хитозан?

Сегодня на рынке довольно большой выбор хитозана, как отечественного, так и зарубежного производства. В основном хитозан бывает либо в таблетках, либо в капсулах. Выбирать капсулы предпочтительней, т.к. они растворяются непосредственно в кишечнике

Также очень важно обращать внимание на дозировку, обычно в одной капсуле (таблетке) 100-350 мг хитозана.  Рекомендуется принимать до обеда или ужина по 750-1500 мг

Сделал небольшой обзор различных добавок ( см. таблицу), которые можно купить  в  аптеках СНГ и интернет магазинах США и ЕС. Оказывается, что у нас продается немало аналогичных препаратов,  средние цены  приблизительно одинаковые. Можно отметить только, что цена на Хитозан Тяньши нереально завышена. 

Прием избыточного количества хитозана может вызвать дефицит витаминов в организме, особенно жирорастворимых А, D, Е и К , которые хранятся в печени и жировой ткани и могут связываться с хитозаном.Не рекомендуется принимать хитозан людям, у которых есть аллергия  или лндивидуальная непереносимость  на моллюсков и ракообразных . Не следует  принимать хитозан   во время беременности или  кормлении грудью и  сочетать со спирулиной

Современные исследования

И в наши дни продолжаются исследования хитозана и хитина. В России ими занимаются ученые, которые являются членами Российского хитинового общества, созданного в 2000 году. В его состав входят не только те исследователи, которые изучают непосредственно эти вещества, но и представители других областей науки, а также сельского хозяйства, медицины и промышленности. Лучшим хитинологам на Западе вручается специальная Браконновская премия. Она получила свое название в честь Браконно, который был первооткрывателем хитина. В нашей стране подобная премия называется в честь Павла Шорыгина. Этот академик является энтузиастом исследований хитина.

В природе

В естественной среде практически на каждом шагу встречается хитин. Что такое ценное вещество делает под ногами? Панцирь насекомого или членистоногого, клеточка гриба и лишайника, крылья бабочек и мотыльков содержат хитин. Хитин входит в состав клеточной стенки грибов. Он держит их специфическую форму, делает мягкими и упругими.

Благодаря известной прочности этого материала маленькие создания могут свободно существовать, ведь их мягкие тела не имеют скелета, в отличие от рыб и позвоночных животных. Хитин защищает насекомых и членистоногих от обезвоживания и высыхания.

Для большей прочности хитин соединяется с белками, например резилином. От его концентрации зависят физические свойства материала: твердость, подвижность, гибкость и другие. В комбинации с кальцием хитин образует раковину моллюсков.

Если животное вырастает из своей «брони», то наблюдается процесс смены панциря. На какое-то время насекомое становится беззащитным перед внешними факторами. Благо, свежий хитин быстро твердеет под воздействием воздуха и тепла.

Хитиновые рецепты

Народные врачеватели также никогда не игнорировали хитин. В частности, пчелы и продукты их жизнедеятельности всегда ценились на Руси. Но сейчас – о пчелах, в качестве источника полезного хитина. В основе приготовления многих лечебных средств лежит пчелиный подмор (погибшие насекомые). Они как раз и служат источником хитина. Чаще всего из пчелиного подмора готовят водные и спиртовые настойки. Эти средства в народной медицине применяли для быстрого заживления ран, предотвращения образования рубцов, а также как кровеостанавливающее, обезболивающее и общеукрепляющее средство.

Спиртовая настойка для укрепления организма

Ингредиенты:

• пчелиный подмор – 1 столовая ложка;
• спирт 40-процентный.

Как приготовить

Пчелиный подмор измельчить (можно использовать кофемолку) и залить спиртом. Смесь настаивать 21 день в притемненном месте. На протяжении этого времени регулярно (минимум раз в сутки) взбалтывать смесь. Хранить в плотно закрытой таре в темном месте.

Средство принимают для укрепления иммунитета и очищения организма.

Водный настой для похудения

Ингредиенты:

• пчелиный подмор – 2 столовые ложки;
• кипяток – 500 мл.

Как приготовить

Подмор залить кипящей водой, довести до кипения и на медленном огне протомить 2 часа. Процедить, охладить. Принимать трижды в день по 1 столовой ложке перед едой (за полчаса).

Средство регулирует гормональный баланс, ускоряет сжигание жиров, способствует похудению.

Порошок против туберкулеза (из медведки)

Лучшие материалы месяца

• Почему нельзя самостоятельно садиться на диету
• Как сохранить свежесть овощей и фруктов: простые уловки
• Чем перебить тягу к сладкому: 7 неожиданных продуктов
• Ученые заявили, что молодость можно продлить

Считается, что авторство этого рецепта принадлежит китайским целителям. В хитиновой части медведки содержатся иммуноукрепляющие компоненты, которые помогают организму победить туберкулез.

За два дня до приготовления рецепта медведку перестают кормить. Этот прием позволяет очистить пищеварительный тракт насекомого. Затем дезинфицируют с помощью спирта. И только после этого приступают к сушке. Лучше всего сушить в духовке при небольшой температуре. Сухих насекомых измельчить в кофемолке. Принимать, размешав с медом, 2-3 раза в сутки. Разовая дозировка – 1 чайная ложка.

Хитин на протяжении длительного времени оставался для исследователей неразгаданным веществом. Но с каждым годом ученые узнают все больше об этом уникальном полисахариде. И чем больше открытий делают, тем больше восхищаются свойствами хитина. А не так давно в ученых кругах заговорили и о потенциальной возможности создания из хитина ещё больше продуктов. Насколько реальны эти идеи, еще предстоит узнать.

Источники

1. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихорева, В.П. Варламова: Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение; М.: Наука, 2002. – 368 с.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Автор статьи:

Извозчикова Нина Владиславовна

Специальность: инфекционист, гастроэнтеролог, пульмонолог.

Общий стаж: 35 лет.

Образование: 1975-1982, 1ММИ, сан-гиг, высшая квалификация, врач-инфекционист.

Ученая степень: врач высшей категории, кандидат медицинских наук.

Повышение квалификации:

1. Инфекционные болезни.
2. Паразитарные заболевания.
3. Неотложные состояния.
4. ВИЧ.

Другие статьи автора

Будем признательны, если воспользуетесь кнопочками:

Группы продуктов

Рассматривая, в каких продуктах содержатся сложные углеводы, нельзя забывать тот факт, что в процессе пережевывания или готовки медленные углеводы могут превратиться в быстрые. Самым простым примером может служить пшеница.

1. Сырая пшеница – богата клетчаткой – эталон медленных углеводов.
2. Очищенная пшеница – лишена клетчатки, гликемический индекс несколько выше.
3. Пшеничная каша – все еще считается медленными углеводами, хотя её ГИ значительно превышает стандартные нормы.
4. Мука грубого помола – уже считается быстрыми углеводами, хотя этот фактор нивелируется большим содержанием клетчатки.
5. Выпечка из муки грубого помола – считается полезным диетическим блюдом, хотя фактически это быстрые углеводы.
6. Мука мелкого помола – очень быстрые углеводы.
7. Выпечка из муки мелкого помола – крайне не рекомендуется к употреблению из-за предельно высокого гликемического индекса.

Сырой продукт обладает крайне низким показателем и считается медленным углеводом. В то же время выпечка из пшеницы, которая была просто мелко перемолота, практически лишена крахмальных соединений. Вместо этого под воздействием механического и термического факторов все углеводы превращаются из медленных в классические моносахариды.

Группа 1: крупы

Это один из самых медленных источников углеводов. В процессе переваривания углеводы из круп долго превращаются в сахар, благодаря чему питают организм на протяжении всего дня. Именно поэтому для поддержания сил даже на диетах рекомендуют использовать каши.

Группа 2: крахмалистые продукты

В первую очередь – это картофель и кукуруза. Это более быстрая группа углеводов, однако процесс превращения крахмала в моносахарид связан с дополнительной ферментацией продуктов – недостающие ферменты вырабатываются относительно долго, поэтому их все еще можно назвать медленными.

Группа 3: овощи богатые клетчаткой

Даже если это продукты с содержанием сахара, клетчатка практически полностью компенсирует этот недостаток. Клетчатка не может быть усвоена нашим организмом и связывает молекулы сахара между собой. Организму сначала необходимо отделить моносахарид от клетчатки, на что тратится много энергии и времени.

В таблице, представленной ниже, указаны не только чисто углеводные продукты. Во многих белковых продуктах содержатся элементы клетчатки или вещества, которые в процессе переваривания распадаются на простые сахара.

Кроме этого, вы найдете продукты, чей гликемический индекс превышает порог 70. Но при этом они все равно считаются продуктами с низким гликемическим индексом.

Другой причиной, по которой продукты попали в таблицу, выступает гликемическая нагрузка, которая считается неотъемлемой составляющей медленных углеводов. Этот параметр – первичный коэффициент для определения ГИ. И фактически для определения реального индекса, его нужно умножать на коэффициент гликемической нагрузки, разделяя на 100%.