✖


Jump to content

Углевод

Edit links
Страница полузащита
(Перенаправлен из источника углеводов )
Не путать с углеводородом .

Лактоза является дисахаридом , обнаруженным в животном молоке. Он состоит из молекулы D-галактозы и молекулы D-глюкозы , связанной бета-1-4 гликозидной связи .

Углевод биомолекулу ( / ˌ ːr состоящую b oʊ ˈ h aɪ d r eɪ t / ) представляет собой , из атомов углерода (C), водорода (H) и кислорода водородно -кислорода (O), обычно с коэффициентом атома 2: 1 (как в воде) и, следовательно, с эмпирической формулой C M (H 2 O) N (где m может или не может отличаться от N ), что не означает, что H имеет ковалентные связи с O (например, с CH 2 O , H имеет ковалентную связь с C, но не с O). Однако не все углеводы соответствуют этому точному стехиометрическому определению (например, уронические кислоты , дезокси-сахары, такие как фукоза ), и все химические вещества, которые соответствуют этому определению, автоматически классифицируются как углеводы (например, формальдегид и уксусная кислота ).

Термин наиболее распространен в биохимии , где он является синонимом сахарида (от древнегреческого σάκχαρον ( сакхарон ) 'сахар' [ 1 ] ), группа, которая включает сахар , крахмал и целлюлозу . Сахариды разделены на четыре химические группы: моносахариды , дисахариды , олигосахариды и полисахариды . Моносахариды и дисахариды, самые маленькие (более низкие молекулярные ) углеводы, обычно называются сахарами. [ 2 ] В то время как научная номенклатура углеводов является сложной, имена моносахаридов и дисахаридов очень часто заканчиваются суффиксом -зы , который первоначально был взят из слова глюкозы из древнегреческого γλεῦκος ( gleûkos ) , должно ( Используется почти для всех сахаров (например, фруктоза (сахар фруктов), сахароза ( тростника или свекла ), рибоза , лактоза (молочный сахар)).

Углеводы выполняют многочисленные роли в живых организмах. [ 3 ] Полисахариды служат хранилищем энергии (например, крахмал и гликоген ) и как структурные компоненты (например, целлюлоза в растениях и хитин в членистоногих и грибах). 5-углеродная моносахаридная рибоза является важным компонентом коферментов (например, АТФ , увлечения и NAD ) и основной цепи генетической молекулы, известной как РНК . Связанная дезоксирибоза является компонентом ДНК. Сахариды и их производные включают в себя много других важных биомолекул , которые играют ключевую роль в иммунной системе , оплодотворения , предотвращение патогенеза , свертывание крови и развитие . [ 4 ]

Углеводы занимают центральное место в питании и встречаются в самых разных натуральных и обработанных продуктах. Крахмал - это полисахарид и изобилует злаками (пшеница, кукуруза, рис), картофель и обработанную пищу на основе хлопья , такой как хлеб , пицца или макароны. Сахара появляются в рационе человека в основном в виде столового сахара (сахароза, извлеченные из сахарного тростника или сахарной свеклы ), лактозы (в изобилии в молоке), глюкозы и фруктозы, оба из которых встречаются в меде , во многих фруктах и ​​некоторых овощах. Столовый сахар, молоко или мед часто добавляются в напитки и многие готовые продукты, такие как джемы, печенье и пирожные.

Целлюлоза , полисахарид, обнаруженный в клеточных стенках всех растений, является одним из основных компонентов нерастворимых пищевых волокон . Хотя он не питается людьми, целлюлоза и нерастворимые пищевые волокна обычно помогают поддерживать здоровую пищеварительную систему [ 5 ] облегчая движения кишечника . Другие полисахариды, содержащиеся в пищевом волокне, включают устойчивый крахмал и инулин , которые питают некоторые бактерии в микробиоте большой кишки и метаболизируются этими бактериями для получения жирных кислот с короткой цепью . [ 6 ] [ 7 ]

Терминология

В научной литературе термин «углевод» имеет много синонимов, таких как «сахар» (в широком смысле), «сахарид», «Ose», [ 1 ] "глюцид", [ 8 ] «Гидрат углерода» или « полигидрокси соединения с альдегидом или кетоном ». Некоторые из этих терминов, особенно «углевод» и «сахар», также используются с другими значениями.

В области пищевых наук и во многих неформальных контекстах термин «углеводы» часто означает любую пищу, которая особенно богата сложным углеводом крахмалом (такими как зерновые, хлеб и макароны) или простые углеводы, такие как сахар (найденный в конфеты, JAMS , и десерты). Эта неформальность иногда сбивает с толку, поскольку она смешивает химическую структуру и усвояемость у людей.

Часто в списках информации о питании , таких как национальная база данных по питательным веществам USDA , термин «углевод» (или «углеводы по разнице») используется для всего, кроме воды, белка, жира, пепла и этанола. [ 9 ] Это включает химические соединения, такие как уксусная или молочная кислота , которые обычно не рассматриваются углеводы. Он также включает в себя диетическое волокно , которое представляет собой углеводы, но не способствует пищевой энергии у людей, даже если она часто включается в расчет общей пищевой энергии, как если бы это было (т.е. так, как если бы это было усваиваемое и впитываемое углеводы. как сахар). В строгом смысле, « сахар » наносится для сладких растворимых углеводов, многие из которых используются в человеческой пище.

История

История открытий в отношении углеводов датируется около 10 000 лет назад в Папуа -Новой Гвинее во время выращивания сахарного тростника во время неолитической сельскохозяйственной революции. [ Цитация необходима ] Термин «углевод» был впервые предложен немецким химиком Карлом Шмидтом (химик) в 1844 году. В 1856 году гликоген , форма хранения углеводов в животной печени, была обнаружена французским физиологом Клодом Бернардом . [ Цитация необходима ]

Структура

Ранее название «углевод» использовалось в химии для любого соединения с формулой C M (H 2 O) n . Следуя этому определению, некоторые химики считали формальдегид (Ch 2 O) самым простым углеводом, [ 10 ] в то время как другие заявили об этом названии для гликолальдегида . [ 11 ] Сегодня этот термин обычно понимается в смысле биохимии, который исключает соединения только с одним или двумя углеродами и включает в себя множество биологических углеводов, которые отклоняются от этой формулы. Например, в то время как вышеупомянутые репрезентативные формулы, по -видимому, захватывают широко известные углеводы, вездесущие и обильные углеводы часто отклоняются от этого. Например, углеводы часто показывают химические группы, такие как: N -ацетил (например, хитин ), сульфат (например, гликозаминогликаны ), карбоновой кислоты модификации и дезокси (например, фукоза и сиаловая кислота ).

Природные сахариды, как правило, построены из простых углеводов, называемых моносахаридами с общей формулой (Ch 2 O) n , где n составляет три или более. Типичный моносахарид имеет структуру h– (чо) x (c = o) - (Choh) y -h, то есть альдегид или кетон со многими добавляемыми гидроксильными группами, обычно по одному на каждом углерода атоме , который не является частью альдегида или кетона Функциональная группа . Примерами моносахаридов являются глюкоза , фруктоза и глицеральдегиды . Однако некоторые биологические вещества, обычно называемые «моносахаридами», не соответствуют этой формуле (например, уроновые кислоты и дезокси-сахары, такие как фукоза ), и существует много химических веществ, которые соответствуют этой формуле, но не считаются моносахаридами (например, (например, в Formaldehyde CH 2 O и INOSITOL (Ch 2 O) 6 ). [ 12 ]

Форма с открытой цепью моносахарида часто сосуществует с закрытым кольцом , где карбонильная группа альдегида / кетона Carbonyl Carbon (C = O) и гидроксильная группа (-OH) реагируют, образуя гемиацетальный с новым мостом C-O-C-C.

Моносахариды могут быть связаны вместе с так называемыми полисахаридами (или олигосахаридами ) большими способами. Многие углеводы содержат одну или несколько модифицированных моносахаридных единиц, в которых была заменена или удалена одна или несколько групп. Например, дезоксирибоза , компонент ДНК , является модифицированной версией рибозы ; Хитин состоит из повторяющихся единиц N -ацетил -глюкозамина , азотирующей формы глюкозы.

Разделение

Углеводы - это полигидрокси альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, их простые производные и их полимеры, имеющие связи ацетального типа. Они могут быть классифицированы в соответствии с их степенью полимеризации и могут первоначально разделены на три основные группы, а именно сахара, олигосахариды и полисахариды. [ 13 ]

Основные диетические углеводы
Сорт
(степень полимеризации) 		Подгруппа Компоненты
Сахар (1–2) Моносахариды Глюкоза , галактоза , фруктоза , ксилоза
Дисахариды Сахароза , лактоза , мальтоза , изомальтоза , трегалоза
Полиолы Сорбит , Маннитол
Олигосахариды (3–9) Малто-Олигосахариды Мальтодекстрины
Другие олигосахариды Рафиноза , Стахиоза , Фрукто-Олигосахариды
Полисахариды (> 9) Крахмал Амилоза , амилопектин , модифицированные крахмалы
Нехащины полисахариды Гликоген , целлюлоза , гемицеллюлоза , пектины , гидроколлоиды

Моносахариды

Основная статья: моносахарид
D-глюкоза -это альдогексоза с формулой (C · H 2 O) 6 . Красные атомы выделяют группу альдегида , а голубые атомы выделяют асимметричный центр , самый дальний от альдегида; Поскольку это -OH находится справа от проекции Фишере , это сахар.

Моносахариды являются самыми простыми углеводами в том смысле, что они не могут быть гидролизованы до меньших углеводов. Это альдегиды или кетоны с двумя или более гидроксильными группами. Общая химическая формула немодифицированного моносахарида составляет (c • h 2 o) n , буквально «углеродный гидрат». Моносахариды являются важными молекулами топлива, а также строительными блоками для нуклеиновых кислот. Самыми маленькими моносахаридами, для которых n = 3, являются дигидроксиацетон и D- и L-глицеральдегиды.

Классификация моносахаридов

Α β и -аномеры глюкозы . Обратите внимание на положение гидроксильной группы (красный или зеленый) на аномерном углероде относительно группы CH 2 OH, связанной с углеродом 5: они либо имеют идентичные абсолютные конфигурации (R, R или S, S) (α), либо противоположные абсолютные Конфигурации (R, S или S, R) (β). [ 14 ]

Моносахариды классифицируются в соответствии с тремя различными характеристиками: размещение его карбонильной группы, количество атомов углерода, которое он содержит, и его хиральная рука. Если карбонильная группа является альдегидом , моносахарид является альдозой ; Если карбонильная группа является кетоном , моносахарид представляет собой кетозу . Моносахариды с тремя атомами углерода называются триозами , а также с четырьмя, называемыми тетрозами , пять называются пентозы , шесть - это шестикозы и так далее. [ 15 ] Эти две системы классификации часто объединяются. Например, глюкоза представляет собой альдогексозу (шестиуглеродистый альдегид), рибоза -это альдопентоза (пять углеродных альдегид), а фруктоза - кетогексоза (шестиуглеродистый кетоон).

Каждый атом углерода, несущий гидроксильную группу (-OH), за исключением первого и последнего углерода, является асимметричным , что делает их стереоцентры с двумя возможными конфигурациями каждая (R или S). Из -за этой асимметрии могут существовать ряд изомеров для любой данной моносахаридной формулы. Используя правило Le Bel-Van't Hoff , например, Aldogexose D-глюкоза имеет формулу (C · H 2 O) 6 , из которых четыре из шести его атомов углерода являются стереогенными, что делает D-глюкозу одной из 2 4 = 16 возможных стереоизомеров . В случае глицеральдегидов , альдотриоза, есть одна пара возможных стереоизомеров, которые являются энантиомерами и эпимерами . 1, 3-дигидроксиацетон , кетоза, соответствующая альдозу глицеральдегидам, является симметричной молекулой без стереоцентров. Назначение D или L выполняется в соответствии с ориентацией асимметричного углерода, далее от карбонильной группы: в стандартной проекции Fischer, если гидроксильная группа находится справа, молекула является сахаром D, в противном случае это L сахар. Префиксы «D-» и «L-» не следует путать с «D-» или «L-», которые указывают на направление, в котором сахар вращает поляризованный свет . Это использование «D-» и «L-» больше не соблюдается в химии углеводов. [ 16 ]

Кольцевая цепь изомеризм

Глюкоза может существовать как в форме прямой цепи, так и в форме кольца.

Альдегид или кетоновая группа моносахарида с прямой цепью будет реагировать обратимо с гидроксильной группой на другом атоме углерода с образованием гемиаакового или гемикетала , образуя гетероциклическое кольцо с кислородным мостом между двумя атомами углерода. Кольца с пятью и шестью атомами называются формами фураноза и пиранозы соответственно и существуют в равновесии с прямой цепью. [ 17 ]

Во время преобразования из прямой цепной формы в циклическую форму атом углерода, содержащий карбонильный кислород, называемый аномерным углеродом , становится стереогенным центром с двумя возможными конфигурациями: атом кислорода может занять позицию либо над, либо ниже плоскости кольцо. Получившаяся возможная пара стереоизомеров называется аномерами . В α -аномере заместитель -OH на аномерном углероде опирается на противоположную сторону ( транс ) кольца от CH 2 OH -боковой ветви. Альтернативная форма, в которой заместитель CH 2 OH и аномерный гидроксил находятся на одной и той же стороне (CIS) плоскости кольца, называется β -аномером .

Использование в живых организмах

Моносахариды являются основным источником топлива для метаболизма , используемым как в качестве источника энергии ( глюкоза является наиболее важным по своей природе, поскольку она является продуктом фотосинтеза у растений) и в биосинтезе . Когда моносахариды не требуются сразу же, они часто превращаются в более эффективные космические (то есть менее растворимые в воде), часто полисахариды . У многих животных, включая людей, эта форма хранения представляет собой гликоген , особенно в клетках печени и мышц. В растениях крахмал используется для той же цели. Наиболее распространенный углевод, целлюлоза , является структурным компонентом клеточной стенки растений и многих форм водорослей. Рибоза является компонентом РНК . Дезоксирибоза является компонентом ДНК . Ликсоза является компонентом ликсофлавина, найденного в человеческом сердце. [ 18 ] Рибулоза и ксилулоза встречаются в пентозофосфатном пути . Галактоза , компонент лактозы молочного сахара , обнаруживается в галактолипидах в растительных клеточных мембранах и в гликопротеинах во многих тканях . Манноза встречается в метаболизме человека, особенно при гликозилировании определенных белков. Фруктоза , или фруктовый сахар, встречается во многих растениях и людях, она метаболизируется в печени, поглощается непосредственно в кишечник во время пищеварения и обнаруживается в сперме . Трегалоза , основной сахар насекомых, быстро гидролизуется в две молекулы глюкозы для поддержки непрерывного полета.

Дисахариды

Сахароза , также известная как табличный сахар, является распространенным дисахаридом. Он состоит из двух моносахаридов: D-глюкоза (слева) и D-фруктоза (справа).
Основная статья: Дисахарид

Два соединенных моносахарида называются дисахаридом , простым видом полисахарида. Примеры включают сахарозу и лактозу . Они состоят из двух моносахаридных единиц, связанных с ковалентной связью, известной как гликозидная связь , образованная в результате реакции дегидратации , что приводит к потере атома водорода из одного моносахарида и гидроксильной группы от другой. Формула немодифицированных дисахаридов составляет C 12 H 22 O 11 . Хотя существует множество видов дисахаридов, несколько дисахаридов особенно примечательно.

Сахароза , изображенная справа, является наиболее распространенным дисахаридом и основной формой, в которой углеводы транспортируются в растениях. Он состоит из одной молекулы D-глюкозы и одной молекулы D-фруктозы . Систематическое название для сахарозы, O -α-D-глюкопиранозил- (1 → 2) -d-фруктофуранозид, указывает на четыре вещи:

  • Его моносахариды: глюкоза и фруктоза
  • Их кольцевые типы: глюкоза - это пираноза , а фруктоза - фураноза
  • Как они связаны вместе: кислород на углероде № 1 (C1) α-D-глюкозы связан с С2 D-фруктозы.
  • Суффикс -зид указывает на то, что аномерный углерод обоих моносахаридов участвует в гликозидной связи.

Лактоза , дисахарид, состоящий из одной молекулы D-галактозы и одной молекулы D-глюкозы , встречается в естественном отношении в молоке млекопитающих. Систематическим названием для лактозы является O -β-D-галактопиранозил- (1 → 4) -d-глюкопираноза. Другие заметные дисахариды включают мальтозу (две D-глюкозы, связанные с α-1,4) и целлобиозу (две D-глюкозы, связанные с β-1,4). Дисахариды могут быть классифицированы на два типа: уменьшение и не редуцирующее дисахариды. Если функциональная группа присутствует в связи с другой сахарной единицей, она называется уменьшающимся дисахаридом или биозом.

Олигосахариды и полисахариды

Олигосахариды

Основная статья: олигосахарид

Олигосахариды представляют собой сахаридные полимеры, состоящие из трех -десяти единиц моносахаридов, соединенных с помощью гликозидных связей , аналогично дисахаридам . Они обычно связаны с липидами или аминокислотами гликозной связи с кислородом или азотом с образованием глиголипидов и гликопротеинов , хотя некоторые, такие как серия рафинозы и фруктулигосахариды , не делают. Они играют роль в распознавании клеток и клеточной адгезии .

Структура фруктуолгосахарида

Полисахариды

Основная статья: Полисахариды

Питание

Зерновые продукты: богатые источники углеводов

Углеводы, потребляемый в пищевой доходности 3,87 килокалорию энергии на грамм для простых сахаров, [ 19 ] и от 3,57 до 4,12 килокалорий на грамм для сложных углеводов в большинстве других продуктов. [ 20 ] Относительно высокий уровень углеводов связан с обработанными продуктами или рафинированными продуктами, приготовленными из растений, включая сладости, печенье и конфеты, столовый сахар, мед, безалкогольные напитки, хлеб и крекеры, джемы и фруктовые продукты, пасты и хлопья для завтрака. Меньшее количество усваиваемого углевода обычно связано с нерефинированными продуктами, поскольку эти продукты имеют больше клетчатки, включая бобы, клубни, рис и нерафинированные фрукты [ сомнительно - обсудить ] . [ 21 ] Продукты на животных, как правило, имеют самый низкий уровень углеводов, хотя молоко содержит высокую долю лактозы .

Организмы обычно не могут метаболизировать все типы углеводов, чтобы получить энергию. Глюкоза является почти универсальным и доступным источником энергии. Многие организмы также обладают способностью метаболизировать другие моносахариды и дисахариды, но глюкоза часто метаболизируется в первую очередь. в Escherichia coli Например, оперон LAC будет экспрессировать ферменты для расщепления лактозы, когда он присутствует, но при наличии как лактоза, так и глюкозы лак репрессируют , что приводит к тому, что сначала используется глюкоза (см. DiAuxie ). Полисахариды также являются распространенными источниками энергии. Многие организмы могут легко разбить крахмалы на глюкозу; Большинство организмов, однако, не могут метаболизировать целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин и арабиноксилы . Эти типы углеводов могут метаболизировать некоторые бактерии и протисты. Журнант и термиты , например, используют микроорганизмы для обработки целлюлозы. Несмотря на то, что эти сложные углеводы не очень усваиваемы, они представляют собой важный диетический элемент для людей, называемый диетическое волокно . Клетчатка усиливает пищеварение, среди прочих преимуществ. [ 22 ]

Институт медицины рекомендует, чтобы взрослые американцев и канадцев получали от 45 до 65% пищевой энергии от углеводов цельнозерной. [ 23 ] Продовольственная и сельскохозяйственная организация и Всемирная организация здравоохранения совместно рекомендуют, чтобы национальные диетические рекомендации установили цель 55–75% от общей энергии из углеводов, но только 10% непосредственно из сахара (их термин для простых углеводов). [ 24 ] 2017 года Систематический обзор Cochrane пришел к выводу, что недостаточно доказательств, подтверждающих утверждение о том, что цельнозерновые диеты могут повлиять на сердечно -сосудистые заболевания. [ 25 ]

Классификация

Диетологи часто называют углеводы как простые или сложные. Однако точное различие между этими группами может быть неоднозначным. Термин «сложный углевод» был впервые использован в избранном комитете США по питанию и потребностям человека издательными целями для Соединенных Штатов (1977), где он был предназначен для отличия сахара от других углеводов (которые считались превосходными в питании). [ 26 ] Тем не менее, в отчете в комплексной колонке углеводов поставлены «фрукты, овощи и цельнозерновые», несмотря на то, что они могут содержать сахара, а также полисахариды. Эта путаница сохраняется, так как сегодня некоторые диетологи используют термин «сложный углеводы» для обозначения любого вида усваиваемого сахарида, присутствующего в целой пище, где также обнаружены клетчатки, витамины и минералы (в отличие от обработанных углеводов, которые обеспечивают энергию, но немногие другие питательные вещества) Полем Стандартное использование, однако, состоит в том, чтобы классифицировать углеводы химически: просто, если они являются сахарами ( моносахариды и дисахариды ) и сложными, если они являются полисахаридами (или олигосахаридами ). [ 27 ]

В любом случае, простое и сложное химическое различие имеет небольшую ценность для определения качества питания углеводов. [ 27 ] Некоторые простые углеводы (например, фруктоза ) быстро повышают глюкозу в крови, в то время как некоторые сложные углеводы (крахмалы) медленно поднимают сахар в крови. Скорость пищеварения определяется множеством факторов, в том числе какие другие питательные вещества потребляются с углеводом, как готовится пища, индивидуальные различия в метаболизме и химия углеводов. [ 28 ] Углеводы иногда делятся на «доступные углеводы», которые поглощаются в тонкой кишке и «недоступных углеводах», которые переходят к большой кишке , где они подвергаются ферментации желудочно -кишечной микробиотой . [ 29 ]

требуют от Диетические рекомендации Министерства сельского хозяйства США для американцев 2010 года умеренного и высокого содержания углеводов от сбалансированной диеты, которая включает в себя шесть порций зерновых продуктов в один унций каждый день, по крайней мере, вдвое из источников цельного зерна , а остальные-от обогащенных . [ 30 ]

Гликемические индекс (GI) и концепции гликемической нагрузки были разработаны для характеристики пищевого поведения во время пищеварения человека. Они оценивают продукты, богатые углеводами в зависимости от быстрого и величины их влияния на уровень глюкозы в крови . Гликемический индекс является мерой того, как быстро поглощается пищевая глюкоза , в то время как гликемическая нагрузка является мерой общей абсорбируемой глюкозы в пищевых продуктах. Индекс инсулина - это аналогичный, более поздний метод классификации, который оценивает продукты, основанные на их влиянии на уровни инсулина в крови , которые вызваны глюкозой (или крахмалом) и некоторыми аминокислотами в пище.

Влияние на здоровье ограничения по углеводам

Основная статья: диета с низким содержанием углеводов

Диеты с низким содержанием углеводов могут пропустить преимущества для здоровья, такие как увеличение потребления пищевых волокон , обеспечиваемых высококачественными углеводами, обнаруженными в бобовых и бобовых , цельных зернах , фруктах и ​​овощах. [ 31 ] [ 32 ] диеты «Мета-анализ, умеренного качества», включал в себя побочные эффекты галитоза , головной боли и запоров . [ 33 ] [ Лучший источник необходим ]

Углеводные диеты могут быть столь же эффективными, как и диеты с низким содержанием жиров, помогая достичь потери веса в краткосрочной перспективе, когда общее потребление калорий уменьшается. [ 34 ] В научном заявлении эндокринного общества говорится, что «когда потребление калорий постоянно проживает [...] накопление жира тела, по-видимому, не влияет даже очень выраженные изменения в количестве жира против углеводов в рационе». [ 34 ] В долгосрочной перспективе эффективная потеря веса или обслуживание зависит от ограничения калорий , [ 34 ] Не соотношение макронутриентов в рационе. [ 35 ] Рассуждение диеты выступает за то, что углеводы вызывают чрезмерное накопление жира за счет повышения уровня инсулина в крови , и что диеты с низким содержанием углеводов имеют «метаболическое преимущество», не подтверждается клиническими данными . [ 34 ] [ 36 ] Кроме того, неясно, как диета с низким содержанием углеводов влияет на здоровье сердечно-сосудистых заболеваний , хотя два обзора показали, что ограничение углеводов может улучшить липидные маркеры риска сердечно-сосудистых заболеваний . [ 37 ] [ 38 ]

Углеводные диеты не более эффективны, чем обычное здоровое питание в предотвращении диабета 2 типа , но для людей с диабетом 2 типа они являются жизнеспособным вариантом для потери веса или помощи в гликемическом контроле . [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] Существуют ограниченные данные, подтверждающие обычное использование диеты с низким содержанием углеводов при лечении диабета 1 типа . [ 42 ] Американская ассоциация диабета рекомендует, чтобы люди с диабетом принимали в целом здоровое питание, а не диету, ориентированную на углеводы или другие макроэлементы. [ 41 ]

Экстремальная форма диеты с низким содержанием углеводов- кетогенная диета -устанавливается в качестве медицинской диеты для лечения эпилепсии . [ 43 ] Благодаря одобрению знаменитостей в начале 21 -го века оно стало причудливой диетой как средство потери веса, но с риском нежелательных побочных эффектов , таких как низкий уровень энергии и повышение голода, бессонница , тошнота и дискомфорт желудочно -кишечного тракта . [ необходимо научная цитата ] [ 43 ] Британская диетическая ассоциация назвала ее одной из «5 лучших диет о знаменитости, которых следует избегать в 2018 году». [ 43 ]

Источники

Глюкозу таблетки

Большинство диетических углеводов содержат глюкозу, либо в качестве единственного строительного блока (как в крахмале полисахаридов и гликоген), либо вместе с другим моносахаридом (как в гетерополисахаридах сахарозы и лактозы). [ 44 ] Несвязанная глюкоза является одним из основных ингредиентов меда. Глюкоза чрезвычайно распространена и была изолирована из различных природных источников по всему миру, включая мужские конусы хвойного дерева Wollemia Nobilis в Риме, [ 45 ] Корни растений Ilex asprella в Китае, [ 46 ] и солома из риса в Калифорнии. [ 47 ]

Содержание сахара в выбранных общих растительных продуктах (в граммах на 100 г) [ 48 ]
Еда
элемент 		Углеводный
общий, А включая
диетическое волокно 		Общий
сахар 		Бесплатно
фруктоза 		Бесплатно
глюкоза 		Сахароза Соотношение
фруктоза/
глюкоза 		Сахароза как
доля
общее количество сахаров (%)
Фрукты
Яблоко 13.8 10.4 5.9 2.4 2.1 2.0 19.9
Абрикос 11.1 9.2 0.9 2.4 5.9 0.7 63.5
Банан 22.8 12.2 4.9 5.0 2.4 1.0 20.0
Рис , высушен 63.9 47.9 22.9 24.8 0.9 0.93 0.15
Виноград 18.1 15.5 8.1 7.2 0.2 1.1 1
Пупок апельсин 12.5 8.5 2.25 2.0 4.3 1.1 50.4
Персик 9.5 8.4 1.5 2.0 4.8 0.9 56.7
Груша 15.5 9.8 6.2 2.8 0.8 2.1 8.0
Ананас 13.1 9.9 2.1 1.7 6.0 1.1 60.8
слива 11.4 9.9 3.1 5.1 1.6 0.66 16.2
Овощи
Свекла , красный 9.6 6.8 0.1 0.1 6.5 1.0 96.2
Морковь 9.6 4.7 0.6 0.6 3.6 1.0 77
Красный перец , сладкий 6.0 4.2 2.3 1.9 0.0 1.2 0.0
Лук , сладкий 7.6 5.0 2.0 2.3 0.7 0.9 14.3
Сладкий картофель 20.1 4.2 0.7 1.0 2.5 0.9 60.3
Элемент 27.9 0.5 Следы Следы Следы — Следы
Сахарный тростник 13–18 0.2–1.0 0.2–1.0 11–16 1.0 высокий
Сахарная свекла 17–18 0.1–0.5 0.1–0.5 16–17 1.0 высокий
Зерна
Кукуруза , сладкая 19.0 6.2 1.9 3.4 0.9 0.61 15.0

^A Значение углеводов рассчитывается в базе данных USDA и не всегда соответствует сумме сахаров, крахмала и «пищевого волокна».

Метаболизм

Основная статья: метаболизм углеводов

Углеводный метаболизм - это серия биохимических процессов, ответственных за формирование , разрушение и взаимосвязь углеводов в живых организмах .

Наиболее важным углеводом является глюкоза , простой сахар ( моносахарид ), который метаболизируется почти всеми известными организмами. Глюкоза и другие углеводы являются частью широкого спектра метаболических путей по видам: растения синтезируют углеводы из углекислого газа и воду путем фотосинтеза, хранящих поглощенную энергию внутри, часто в форме крахмала или липидов . Компоненты растений потребляются животными и грибами и используются в качестве топлива для клеточного дыхания . Окисление одного грамма углеводов дает примерно 16 кДж (4 ккал) энергии , в то время как окисление одного грамма липидов дает около 38 кДж (9 ккал). Человеческое тело хранит от 300 до 500 г углеводов в зависимости от массы тела, при этом скелетная мышца способствует большой части хранения. [ 49 ] Энергия, полученная из метаболизма (например, окисление глюкозы), обычно сохраняется временно в клетках в форме АТФ . [ 50 ] Организмы, способные к анаэробному и аэробному дыханию метаболизируют глюкозу и кислород (аэробный) для высвобождения энергии, с диоксидом углерода и водой в качестве побочных продуктов.

Катаболизм

Катаболизм - это метаболическая реакция, которую клетки подвергаются разрушению более крупных молекул, экстрагируя энергию. Существует два основных метаболических путей моносахаридного катаболизма : гликолиз и цикл лимонной кислоты .

В гликолизе олиго- и полисахариды сначала расщепляются до более мелких моносахаридов ферментами, называемыми гликозидными гидролазами . Моносахаридные единицы могут затем войти в моносахаридный катаболизм. На ранних этапах гликолиза требуется 2 инвестиции в АТФ для фосфорилита глюкозы для глюкозы 6-фосфата ( G6P ) и фруктозы 6-фосфата ( F6P ), чтобы фруктозу 1,6-бифосфат ( FBP ), тем самым не сводительно продвигая реакцию вперед. [ 49 ] В некоторых случаях, как и в случае с людьми, не все типы углеводов используются, поскольку необходимые пищеварительные и метаболические ферменты не присутствуют.

Углеводная химия

Химия углеводов является большой и экономически важной ветвью органической химии. Некоторые из основных органических реакций , которые связаны с углеводами:

Химический синтез

Основная статья: синтез углеводов

Синтез углеводов является подполе органической химии, связанной конкретно с генерацией природных и неестественных углеводных структур. Это может включать синтез моносахаридных остатков или структур, содержащих более одного моносахарида, известного как олигосахариды . Селективное образование гликозидных связей и селективных реакций гидроксильных групп очень важно, а использование защитных групп является обширным.

Общие реакции для образования гликозидных связей следующие:

В то время как некоторые общие методы защиты, как показано ниже:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Jump up to: а беременный Avenas P (2012). «Этимология основных полисахаридных названий» (PDF) . В Navard P (ред.). Европейская полисахаридная сеть совершенства (Epnoe) . Wien: Springer-Verlag . Архивировано из оригинала (PDF) 9 февраля 2018 года . Получено 28 января 2018 года .
  2. ^ Flitsch SL, Ulijn RV (январь 2003 г.). «Сахарные привязаны к месту». Природа . 421 (6920): 219–220. Bibcode : 2003natur.421..219f . doi : 10.1038/421219a . PMID   12529622 . S2CID   4421938 .
  3. ^ Кэрролл Г.Т., Ван Д., Турро Н.Дж., Коберштейн Дж.Т. (январь 2008 г.). «Фотоны, чтобы осветить вселенную сахарного разнообразия через биоарыры» . Glycoconjugate Journal . 25 (1): 5–10. doi : 10.1007/s10719-007-9052-1 . PMC   7088275 . PMID   17610157 .
  4. ^ Maton A, Hopkins J, McLaughlin CW, Johnson S, Warner MQ, Lahart D, Wright JD (1993). Биология и здоровье человека . Englewood Cliffs, Нью -Джерси: Prentice Hall. С. 52–59 . ISBN  978-0-13-981176-0 .
  5. ^ USDA National Data Database, 2015, с. 14
  6. ^ Каммингс Дж. Х. (2001). Влияние диетического волокна на фекальный вес и состав (3 -е изд.). Бока Ратон, Флорида: CRC Press. п. 184. ISBN  978-0-8493-2387-4 Полем Архивировано с оригинала 2 апреля 2019 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  7. ^ Byrne CS, Chambers ES, Morrison DJ, Frost G (сентябрь 2015). «Роль коротких цепных жирных кислот в регуляции аппетита и гомеостазе энергии» . Международный журнал ожирения . 39 (9): 1331–1338. doi : 10.1038/ijo.2015.84 . PMC   4564526 . PMID   25971927 .
  8. ^ Fearon WF (1949). Введение в биохимию (2 -е изд.). Лондон: Хейнеманн. ISBN  978-1483225395 Полем Архивировано из оригинала 27 июля 2020 года . Получено 30 ноября 2017 года .
  9. ^ USDA National Data Database, 2015, с. 13
  10. ^ Coulter JM, Barnes CR, Cowles HC (1930). Учебник ботаники для колледжей и университетов . Библиобазар. ISBN  978-1113909954 Полем Архивировано из оригинала 17 апреля 2022 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  11. ^ Burtis CA, Ashwood ER, Tietz NW (2000). Титц Основы клинической химии . WB Saunders. ISBN  9780721686349 Полем Архивировано с оригинала 24 июня 2016 года . Получено 8 января 2016 года .
  12. ^ Matthews CE, Van Holde Ke, Ahern KG (1999). Биохимия (3 -е изд.). Бенджамин Каммингс. ISBN  978-0-8053-3066-3 . [ страница необходима ]
  13. ^ «Глава 1 - Роль углеводов в питании» . Углеводы в питании человека . FAO Food and Nutrition Paper - 66. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Организации Объединенных Наций. Архивировано с оригинала 22 декабря 2015 года . Получено 21 декабря 2015 года .
  14. ^ Бертоцци К.Р., Рабука Д. (2017). «Структурная основа гликана разнообразия» . Основы гликобиологии (3 -е изд.). Cold Spring Harbour (Нью -Йорк): Laboratory Press Cold Spring Harbour. ISBN  978-1-621821-32-8 Полем PMID   20301274 . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 года . Получено 30 августа 2017 года .
  15. ^ Кэмпбелл Н.А., Уильямсон Б., Хейден Р.Дж. (2006). Биология: изучение жизни . Бостон, Массачусетс: Пирсон Прентис Холл. ISBN  978-0-13-250882-7 Полем Архивировано с оригинала 2 ноября 2014 года . Получено 2 декабря 2008 года .
  16. ^ Pigman W, Horton D (1972). «Глава 1: Стереохимия моносахаридов». В Pigman W, Horton D (Eds.). Углеводы: химия и биохимия, том 1а (2 -е изд.). Сан -Диего: академическая пресса. С. 1–67. ISBN  978-0323138338 .
  17. ^ Pigman W, Anet EF (1972). «Глава 4: Мутаротации и действия кислот и оснований». В Pigman W, Horton D (Eds.). Углеводы: химия и биохимия, том 1а (2 -е изд.). Сан -Диего: академическая пресса. С. 165–194. ISBN  978-0323138338 .
  18. ^ "Ликсофлавин" . Мерриам-Уэбстер . Архивировано из оригинала 31 октября 2014 года . Получено 26 февраля 2014 года .
  19. ^ "Показать еду" . USDA.gov . Архивировано из оригинала 3 октября 2017 года . Получено 4 июня 2014 года .
  20. ^ «Расчет содержания энергии в пищевых продуктах - коэффициенты преобразования энергии» . fao.org . Архивировано из оригинала 24 мая 2010 года . Получено 2 августа 2013 года .
  21. ^ «Список ссылок углеводов» (PDF) . www.diabetes.org.uk . Архивировано из оригинала (PDF) 14 марта 2016 года . Получено 30 октября 2016 года .
  22. ^ Pichon L, Huneau JF, Fromentin G, Tomé D (май 2006 г.). «Диета с высоким содержанием белкового, не содержащего углеводов, не содержат углеводов, снижает потребление энергии, липогенез печени и ожирение у крыс» . Журнал питания . 136 (5): 1256–1260. doi : 10.1093/jn/136.5.1256 . PMID   16614413 .
  23. ^ Совет по питанию и питанию (2002/2005). Диетические эталонные потребления для энергии, углеводов, клетчатки, жира, жирных кислот, холестерина, белка и аминокислот . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академическая пресса . Страница 769 Архивирована 12 сентября 2006 года, на машине Wayback . ISBN   0-309-08537-3 .
  24. ^ Совместная консультация эксперта WHO/FAO (2003). [1] ( PDF ). Женева: Всемирная организация здравоохранения . С. 55–56. ISBN   92-4-120916-X .
  25. ^ Kelly SA, Hartley L, Loveman E, Colquitt JL, Jones HM, Al-Khudairy L, et al. (Август 2017). «Цельнозерновые зерновые для первичной или вторичной профилактики сердечно -сосудистых заболеваний» (PDF) . Кокрановская база данных систематических обзоров . 8 (8): CD005051. doi : 10.1002/14651858.cd005051.pub3 . PMC   6484378 . PMID   28836672 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2018 года . Получено 27 сентября 2018 года .
  26. ^ Совместная консультация эксперта по ВОЗ/ФАО (1998), углеводы в питании человека , глава 1 Архивирована 15 января 2007 года, на машине Wayback . ISBN   92-5-104114-8 .
  27. ^ Jump up to: а беременный «Углеводы» . Источник питания . Гарвардская школа общественного здравоохранения. 18 сентября 2012 года. Архивировано с оригинала 7 мая 2013 года . Получено 3 апреля 2013 года .
  28. ^ Jenkins DJ, Jenkins AL, Wolever TM, Thompson LH, Rao AV (февраль 1986 г.). «Простые и сложные углеводы». Обзоры питания . 44 (2): 44–49. doi : 10.1111/j.1753-4887.1986.tb07585.x . PMID   3703387 .
  29. ^ Хедли К.Л. (2001). Углеводы в семенах зерновых бобовых: улучшение качества питания и агрономических характеристик . Каби п. 79. ISBN  978-0-85199-944-9 Полем Архивировано из оригинала 24 апреля 2022 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  30. ^ DHHS и USDA , диетические руководящие принципы для американцев 2010 года архивированы 20 августа 2014 года на Wayback Machine .
  31. ^ Seidelmann SB, Claggett B, Cheng S, Henglin M, Shah A, Steffen LM, et al. (Сентябрь 2018 г.). «Диетическое потребление углеводов и смертность: проспективное когортное исследование и метаанализ» . Lancet. Общественное здравоохранение (метаанализ). 3 (9): E419 - E428. doi : 10.1016/s2468-2667 (18) 30135-x . PMC   6339822 . PMID   30122560 .
  32. ^ Рейнольдс А., Манн Дж., Каммингс Дж., Винтер Н., Мет Э., Те Моренга Л (февраль 2019 г.). «Качество углеводов и здоровье человека: серия систематических обзоров и мета-анализов» (PDF) . Lancet (обзор). 393 (10170): 434–445. doi : 10.1016/s0140-6736 (18) 31809-9 . PMID   30638909 . S2CID   58632705 . Архивировано (PDF) из оригинала 11 августа 2021 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  33. ^ Churuangsuk C, Hherouf M, Combet E, Lean M (декабрь 2018 г.). «Диеты с низким содержанием углеводов для избыточного веса и ожирения: систематический обзор систематических обзоров» (PDF) . Обзоры ожирения (систематический обзор). 19 (12): 1700–1718. doi : 10.1111/obr.12744 . PMID   30194696 . S2CID   52174104 . Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2019 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  34. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Schwartz MW, Seeley RJ, Zeltser LM, Drewnowski A, Ravussin E, Redman LM, Leibel RL (август 2017 г.). «Патогенез ожирения: научное утверждение эндокринного общества » Эндокринные обзоры 38 (4): 267–2 Doi : 10.1210/ er.2017-0  5546881PMC  28898979PMID
  35. ^ Butryn ML, Clark VL, Coletta MC (2012). Акабас С.Р., Ледерман С.А., Мур Б.Дж. (ред.). Поведенческие подходы к лечению ожирения . Джон Уайли и сыновья. п. 259. ISBN  978-0-470-65588-7 Полем Взятые вместе, эти результаты указывают на то, что потребление калорий, а не состав макронутриентов, определяет долгосрочное обслуживание похудения. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помощь )
  36. ^ Холл К.Д. (март 2017 г.). «Обзор углеводной модели ожирения». Европейский журнал клинического питания (обзор). 71 (3): 323–326. doi : 10.1038/ejcn.2016.260 . PMID   28074888 . S2CID   54484172 .
  37. ^ Mansoor N, Vinknes KJ, Veierød MB, Retterstøl K (февраль 2016 г.). «Влияние диет с низким содержанием углеводов против диет с низким содержанием жиров на массу тела и сердечно-сосудистые факторы риска: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований» . Британский журнал питания . 115 (3): 466–479. doi : 10.1017/s0007114515004699 . PMID   26768850 . S2CID   21670516 .
  38. ^ Gjuladin-Hellon T, Davies IG, Penson P, Amiri Baghbadorani R (март 2019 г.). «Влияние углеводов, ограниченных диет, на уровень холестерина липопротеинов с низкой плотностью у взрослых с избыточным весом и ожирением: систематический обзор и метаанализ» (PDF) . Обзоры питания (систематический обзор). 77 (3): 161–180. doi : 10.1093/utrit/nuy049 . PMID   30544168 . S2CID   56488132 . Архивировано (PDF) из оригинала 6 мая 2020 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  39. ^ Brouns F (июнь 2018 г.). «Избыточный вес и профилактика диабета: рекомендуется ли диета с низким содержанием углеводов с высоким содержанием жиров?» Полем Европейский журнал питания (обзор). 57 (4): 1301–1312. doi : 10.1007/s00394-018-1636-y . PMC   5959976 . PMID   29541907 .
  40. ^ Meng Y, Bai H, Wang S, Li Z, Wang Q, Chen L (сентябрь 2017 г.). «Эффективность низкоуглеводной диеты для лечения сахарного диабета 2 типа: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований». Исследование диабета и клиническая практика . 131 : 124–131. doi : 10.1016/j.diabres.2017.07.006 . PMID   28750216 .
  41. ^ Jump up to: а беременный Комитет по профессиональной практике Американской ассоциации диабета (январь 2019 г.). «5. Управление образа жизни: стандарты медицинской помощи при диабете-2019 » . Уход за диабетом . 42 (Suppl 1): S46 - S60. doi : 10.2337/dc19-s005 . PMID   30559231 . Архивировано из оригинала 18 декабря 2018 года . Получено 24 апреля 2022 года .
  42. ^ Seckold R, Fisher E, De Bock M, King BR, Smart CE (март 2019 г.). «Ип-роли и падения диет с низким содержанием углеводов в лечении диабета 1 типа: обзор клинических результатов». Диабетическая медицина (обзор). 36 (3): 326–334. doi : 10.1111/dme.13845 . PMID   30362180 . S2CID   53102654 .
  43. ^ Jump up to: а беременный в «5 лучших худших знаменитостей, которых следует избегать в 2018 году» . Британская диетическая ассоциация. 7 декабря 2017 года. Архивировано с оригинала 31 июля 2020 года . Получено 1 декабря 2020 года . Британская диетическая ассоциация (BDA) сегодня показала свой долгожданный ежегодный список знаменитых диет, которых следует избегать в 2018 году. В этом году состав включает в себя необработанные веганские, щелочные, пиоппи и кетогенные диеты, а также пищевые добавки Кэти Прайс.
  44. ^ «Углеводы и сахар в крови» . Источник питания . 5 августа 2013 года. Архивировано с оригинала 30 января 2017 года . Получено 30 января 2017 года - через Гарвардскую школу общественного здравоохранения.
  45. ^ Venditti A, Frezza C, Viencenti F, Brodella A, Scivobba F, Montesanno C, et al. (Февраль 2019 г.). «Производное синн-лабдадиен с редкой спиро-β-лактоном из мужских конусов Wolemia nobilis» Фитохимия 158 : 91–9 Bibcode : 2019pchem.158 ... 91V Doi : 10.1016/ j.phytochem.2018.11.0  30481664PMID  53757166S2CID
  46. ^ Lei Y, Shi SP, Song YL, Bi D, Tu PF (май 2014). «Тритерпен Сапонины из корней Ilex Asprella». Химия и биоразнообразие . 11 (5): 767–775. doi : 10.1002/cbdv.201300155 . PMID   24827686 . S2CID   40353516 .
  47. ^ Balan V, Bals B, Chundawat SP, Marshall D, Dale BE (2009). «Предварительная обработка лигноцеллюлозной биомассы с использованием AFEX». Биотопливо . Методы в молекулярной биологии. Тол. 581. Totowa, NJ: Humana Press. С. 61–77. Bibcode : 2009biof.book ... 61b . doi : 10.1007/978-1-60761-214-8_5 . ISBN  978-1-60761-213-1 Полем PMID   19768616 .
  48. ^ "FoodData Central" . fdc.nal.usda.gov .
  49. ^ Jump up to: а беременный Maughan R (июнь 2013 г.). «Хирургия Оксфорд» . www.onesearch.cuny.edu . [ Постоянная мертвая ссылка ]
  50. ^ Мехта (9 октября 2013 г.). «Энергетика клеточного дыхания (метаболизм глюкозы)» . Биохимические заметки, Примечания . Архивировано с оригинала 25 января 2018 года . Получено 15 октября 2015 года .

Дальнейшее чтение

Wikimedia Commons имеет средства массовой информации, связанные с углеводами .
Wikiquote имеет цитаты, связанные с углеводом .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carbohydrate&oldid=1244681210#Sources"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: beb8a27c9a2c2443dbd17c31f0e1b091__1725796380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/be/91/beb8a27c9a2c2443dbd17c31f0e1b091.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Carbohydrate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)