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Qual è il metabolismo dei carboidrati nel corpo?

Nella corretta alimentazione e distribuzione dell'equilibrio dei nutrienti, i carboidrati svolgono un ruolo importante. Le persone che si prendono cura della loro salute sanno che i carboidrati complessi sono preferibili a quelli semplici. Ed è meglio mangiare cibo per una digestione più lunga e per l'approvvigionamento energetico durante il giorno. Ma perché esattamente? Qual è la differenza tra i processi di assimilazione dei carboidrati lenti e veloci? Perché i dolci dovrebbero essere usati solo per chiudere la finestra delle proteine, e il miele è meglio mangiare solo di notte? Per rispondere a queste domande, considerare in dettaglio lo scambio di carboidrati nel corpo umano.

Fasi di saccaridi frazionati

Prima di considerare le peculiarità delle reazioni biochimiche nel corpo e l'effetto del metabolismo dei carboidrati sulle prestazioni atletiche, studiamo il processo di scissione dei saccaridi con la loro ulteriore trasformazione nello stesso glicogeno che gli atleti così disperatamente ottengono e spendono durante la preparazione per una competizione.

Fase 1. Scissione preliminare della saliva

A differenza delle proteine ​​e dei grassi, i carboidrati iniziano a disintegrarsi quasi immediatamente dopo essere entrati in bocca. Il fatto è che la maggior parte dei prodotti che entrano nel corpo sono composti da complessi carboidrati amidacei che, sotto l'influenza della saliva e del fattore meccanico, sono suddivisi in zuccheri semplici.

Stadio 2. L'effetto dell'acido gastrico su ulteriore rottura

È qui che l'acido gastrico ha effetto. Elimina i complessi saccaridi che non sono influenzati dalla saliva. In particolare, sotto l'azione degli enzimi il lattosio viene scomposto in galattosio, che successivamente si trasforma in glucosio.

Stadio 3. Aspirazione del glucosio nel sangue

In questa fase, quasi tutto il glucosio fermentato veloce viene direttamente assorbito nel sangue, bypassando i processi di fermentazione nel fegato. Il livello di energia aumenta bruscamente e il sangue diventa più ricco.

Stadio 4. Saturazione e risposta insulinica

Sotto l'influenza del glucosio, il sangue si ispessisce, rendendo difficile il movimento e il trasporto dell'ossigeno. Il glucosio sostituisce l'ossigeno, che causa una risposta precauzionale - riducendo la quantità di carboidrati nel sangue.

Insulina e glucagone dal pancreas entrano nel plasma. Il primo apre le celle di trasporto per spostare lo zucchero dentro di esse, ripristinando l'equilibrio perduto delle sostanze. Il glucagone, a sua volta, riduce la sintesi del glucosio dal glicogeno (consumo di fonti energetiche interne) e l'insulina "buchi" nelle principali cellule del corpo e colloca il glucosio sotto forma di glicogeno o lipidi.

Fase 5. Metabolismo dei carboidrati nel fegato

Sulla strada per completare la digestione, i carboidrati si scontrano con il principale difensore del corpo - le cellule del fegato. È in queste cellule che i carboidrati sotto l'influenza di acidi speciali si legano alle catene più semplici: il glicogeno.

Fase 6. Glicogeno o grasso

Il fegato è in grado di processare solo una certa quantità di monosaccaridi nel sangue. Il livello crescente di insulina la obbliga a farlo nel più breve tempo possibile. Se il fegato non ha il tempo di convertire il glucosio in glicogeno, si verifica una reazione lipidica: tutto il glucosio libero viene convertito in grassi semplici mediante il suo legame acido. Il corpo fa questo con l'obiettivo di lasciare una riserva, ma in considerazione del nostro costante nutrimento, "dimentica" di digerire, e le catene del glucosio, trasformandosi in tessuto adiposo plastico, vengono trasportate sotto la pelle.

Fase 7. Scissione secondaria

Se il fegato ha affrontato il carico di zuccheri ed è stato in grado di trasformare tutti i carboidrati in glicogeno, quest'ultimo, sotto l'influenza dell'insulina ormonale, ha il tempo di rifornirsi di muscoli. Inoltre, in condizioni di mancanza di ossigeno, è diviso per il glucosio più semplice, non tornando alla circolazione generale, ma rimanendo nei muscoli. Così, bypassando il fegato, il glicogeno fornisce energia per contrazioni muscolari specifiche, mentre aumenta la resistenza.

Questo processo è spesso chiamato il "secondo respiro". Quando un atleta ha grandi riserve di glicogeno e grassi viscerali semplici, sarà convertito in energia pura solo in assenza di ossigeno. A loro volta, gli alcoli contenuti negli acidi grassi stimolano un'ulteriore vasodilatazione, che porterà a una migliore suscettibilità delle cellule all'ossigeno in condizioni di carenza.

Caratteristiche del metabolismo di GI

È importante capire perché i carboidrati sono divisi in semplici e complessi. Riguarda il loro indice glicemico, che determina il tasso di decadimento. Questo, a sua volta, innesca la regolazione del metabolismo dei carboidrati. Più semplice è il carboidrato, più veloce diventa il fegato e maggiore è la probabilità di conversione in grassi.

Tabella approssimativa dell'indice glicemico con la composizione totale dei carboidrati nel prodotto:

Caratteristiche del metabolismo della GN

Tuttavia, anche gli alimenti con un alto indice glicemico non sono in grado di interrompere il metabolismo e la funzione dei carboidrati come fa il carico glicemico. Determina il carico di glucosio nel fegato quando si utilizza questo prodotto. Quando viene raggiunta una certa soglia di GN (circa 80-100), tutte le calorie che entrano sopra la norma verranno automaticamente convertite in trigliceridi.

Tabella approssimativa del carico glicemico con calorie totali:

Insulina e reazione glucagone

Nel processo di consumo di qualsiasi carboidrato, zucchero o amido complesso, l'organismo inizia due reazioni contemporaneamente, la cui intensità dipenderà dai fattori precedentemente considerati e, prima di tutto, dal rilascio di insulina.

È importante capire che l'insulina viene sempre rilasciata nel sangue negli impulsi. E questo significa che una torta dolce per il corpo è pericolosa quanto 5 torta dolce. L'insulina regola la densità del sangue. È necessario che tutte le cellule ricevano abbastanza energia senza lavorare in modalità iper o ipo. Ma soprattutto, la velocità del suo movimento, il carico sul muscolo cardiaco e la possibilità di trasportare l'ossigeno dipendono dalla densità del sangue.

Il rilascio di insulina è una reazione naturale. L'insulina è piena di buchi in tutte le cellule del corpo che possono assorbire ulteriore energia e bloccarla in esse. Se il fegato ha affrontato il carico, il glicogeno è posto nelle cellule, se il fegato ha fallito, allora gli acidi grassi entrano nelle stesse cellule.

Pertanto, la regolazione del metabolismo dei carboidrati avviene esclusivamente a causa del rilascio di insulina. Se non è abbastanza (non cronicamente, ma una volta), una persona può avere una sbornia di zucchero - una condizione in cui il corpo richiede fluido aggiuntivo per aumentare i volumi di sangue e diluirlo con tutti i mezzi disponibili.

Il secondo fattore importante in questa fase del metabolismo dei carboidrati è il glucagone. Questo ormone determina se il fegato ha bisogno di lavorare con fonti interne o esterne. Sotto l'influenza del glucagone, il fegato rilascia glicogeno pronto (non disintegrato), che è stato ottenuto da cellule interne, e inizia a raccogliere nuovo glicogeno dal glucosio. È il glicogeno interno che l'insulina distribuisce nelle cellule per la prima volta.

Successiva distribuzione di energia

La successiva distribuzione di energia di carboidrati si verifica a seconda del tipo di aggiunta e della forma fisica del corpo:

  1. Una persona inesperta con un metabolismo lento. Le cellule glicogene con una diminuzione del livello di glucagone vengono restituite al fegato, dove vengono trasformate in trigliceridi.
  2. All'atleta. Le cellule di glicogeno sotto l'influenza dell'insulina sono bloccate in maniera massiccia nei muscoli, dando energia per i seguenti esercizi.
  3. In non sportivo con un metabolismo veloce. Il glicogeno ritorna al fegato, viene trasportato al livello del glucosio e quindi satura il sangue fino al livello del limite. In questo modo, provoca uno stato di esaurimento, perché nonostante l'adeguato approvvigionamento di risorse energetiche, le cellule non hanno la giusta quantità di ossigeno.

Il metabolismo energetico è un processo in cui sono coinvolti i carboidrati. È importante capire che anche in assenza di zuccheri diretti, il corpo continuerà a scomporre i tessuti fino al glucosio più semplice, il che porterà a una diminuzione del tessuto muscolare o del tessuto adiposo (a seconda del tipo di situazione di stress).

Metabolismo dei carboidrati nell'uomo

L'uomo attinge energia per la sua esistenza dai carboidrati. Eseguono la cosiddetta funzione energetica nei mammiferi. I prodotti che contengono carboidrati complessi dovrebbero rappresentare almeno il 40-50% del contenuto calorico della dieta giornaliera di una persona. Il glucosio è facile da mobilitare dalle "riserve" del corpo durante situazioni stressanti o intenso sforzo fisico.

Una leggera diminuzione della glicemia (ipoglicemia) colpisce principalmente il sistema nervoso centrale:

- appare la debolezza
- vertigini,
- in casi particolarmente trascurati, può verificarsi perdita di coscienza,
- delirio,
- crampi muscolari.

Molto spesso, parlando di carboidrati, viene in mente uno dei rappresentanti più famosi di questa classe di sostanze organiche: l'amido, che è uno dei polisaccaridi più comuni, vale a dire. Consiste di un numero enorme di molecole di glucosio collegate in serie. Quando l'amido è ossidato, si trasforma in singole molecole di glucosio di alta qualità. Ma, come l'amido, come detto sopra, consiste in una quantità enorme di molecole di glucosio, la sua completa scissione avviene passo dopo passo: dall'amido in polimeri più piccoli, poi in disaccaridi (che consistono solo di due molecole di glucosio), e solo successivamente in glucosio.

Stadi dividendo i carboidrati

La lavorazione del cibo, il cui principale componente è la componente di carboidrati, si verifica in diverse parti del tubo digerente.

- l'inizio della scissione avviene nella cavità orale. Durante l'atto di masticare il cibo viene processato dall'enzima saliva Pitalin (amilasi), che viene sintetizzato dalle ghiandole parotidi. Aiuta un'enorme molecola di amido a rompere in polimeri più piccoli.

- poiché il cibo è in bocca per un breve periodo, richiede un'ulteriore elaborazione nello stomaco. Una volta nella cavità dello stomaco, i prodotti carboidrati vengono miscelati con la secrezione pancreatica, vale a dire l'amilasi pancreatica, che è più efficace dell'amilasi del cavo orale, e quindi già dopo 15-30 minuti, quando il chimo (contenuto di stomaco semi-liquido, non completamente digerito) dallo stomaco raggiunge il duodeno quasi tutti i carboidrati sono già ossidati a polimeri molto piccoli e maltosio (un disaccaride, due molecole di glucosio collegate).

- dal duodeno, una miscela di polisaccaridi e maltosio continua il suo incredibile viaggio nell'intestino superiore, dove i cosiddetti enzimi dell'epitelio intestinale sono impegnati nella loro elaborazione finale. Gli enterociti (cellule che rivestono i microvilli dell'intestino tenue) contengono gli enzimi lattasi, maltasi, sucrasi e destrinasi, che effettuano l'elaborazione finale di disaccaridi e piccoli polisaccaridi a monosaccaridi (questa è una molecola, ma non ancora glucosio). Il lattosio si scompone in galattosio e glucosio, saccarosio in fruttosio e glucosio, maltosio, come altri piccoli polimeri in molecole di glucosio, e cade istantaneamente nel flusso sanguigno.

- dal flusso sanguigno, il glucosio entra nel fegato e, successivamente, il glicogeno viene sintetizzato da esso (un polisaccaride di origine animale, svolge la funzione di conservazione, è semplicemente necessario per il corpo quando è necessario ottenere rapidamente una grande quantità di energia).

Deposito di glicogeno

Una delle riserve di glicogeno è il fegato, ma il fegato non è l'unico luogo in cui si accumula il glicogeno. È anche abbastanza nei muscoli scheletrici, con la riduzione della quale l'enzima fosforilasi viene attivato, il che porta ad una interruzione intensiva del glicogeno. Devi ammettere che nel mondo moderno, le circostanze di una persona possono trovarsi in circostanze impreviste, che molto probabilmente richiedono un consumo energetico colossale, e quindi più glicogeno, meglio è

Ancora di più si può dire - il glicogeno è così importante che è sintetizzato anche da prodotti non carboidrati che contengono acido lattico, piruvico, amminoacidi glicogenici (gli aminoacidi sono i principali costituenti delle proteine, glicogenico significa che i carboidrati possono essere ottenuti da processi biochimici), glicerolo e molti altri. Naturalmente, in questo caso, il glicogeno sarà sintetizzato con grandi dispendio di energia e in piccole quantità.

Come notato sopra, una diminuzione della quantità di glucosio nel sangue provoca una reazione piuttosto grave nel corpo. Questo è il motivo per cui il fegato regola deliberatamente la quantità di glucosio nel sangue e, se necessario, ricorre alla glicogenolisi. La glicogenolisi (mobilizzazione, decomposizione del glicogeno) si verifica quando c'è una quantità insufficiente di glucosio nel sangue, che può essere causata da fame, lavoro fisico pesante o stress grave. Comincia con il fatto che il fegato, usando l'enzima fosfoglucomutasi, scompone il glicogeno in glucosio-6-fosfati. Successivamente, l'enzima glucosio-6-fosfatasi li ossida. Il glucosio libero penetra facilmente nelle membrane degli epatociti (cellule epatiche) nel flusso sanguigno, aumentando così la sua quantità nel sangue. La risposta a un salto di livelli di glucosio è il rilascio di insulina da parte del pancreas. Se il livello di glucosio non cade durante il rilascio di insulina, il pancreas secernerà fino a quando ciò non si verificherà.

E, infine, un po 'dei fatti sull'insulina stessa (perché non si può parlare di metabolismo dei carboidrati, senza toccare questo argomento):

- l'insulina trasporta il glucosio attraverso le membrane cellulari, i cosiddetti tessuti insulino-dipendenti (membrane cellulari adipose, muscolari e del fegato)

- L'insulina è uno stimolatore della sintesi del glicogeno nel fegato e nei muscoli, nei grassi - nel fegato e nei tessuti adiposi, nelle proteine ​​- nei muscoli e in altri organi.

- insufficiente secrezione di insulina da parte delle cellule del tessuto insule pancreatico può portare a iperglicemia seguita da glicosuria (diabete);

- ormoni: gli antagonisti dell'insulina sono glucagone, adrenalina, norepinefrina, cortisolo e altri corticosteroidi.

In conclusione

Il metabolismo dei carboidrati è di fondamentale importanza per la vita umana. Una dieta squilibrata porta alla rottura del tratto digestivo. Pertanto, una dieta sana con una moderata quantità di carboidrati complessi e semplici ti aiuterà a sentirti sempre bene.

Proteine, grassi, carboidrati. informazioni

Le PROTEINE sono polimeri costituiti da aminoacidi legati da un legame peptidico.

Nel tratto digestivo, le proteine ​​vengono scomposte in amminoacidi e nei più semplici polipeptidi, da cui in seguito le cellule di vari tessuti e organi, in particolare il fegato, sintetizzano le loro specifiche proteine. Le proteine ​​sintetizzate sono utilizzate per ripristinare la crescita cellulare danneggiata e nuova, la sintesi di enzimi e ormoni.

Funzioni proteiche:

1. Il materiale da costruzione principale nel corpo.
2. Sono portatori di vitamine, ormoni, acidi grassi e altre sostanze.
3. Garantire il normale funzionamento del sistema immunitario.
4. Garantire lo stato dell '"apparato ereditario".
5. Sono catalizzatori di tutte le reazioni metaboliche biochimiche del corpo.

Il corpo umano in condizioni normali (in condizioni in cui non è necessario reintegrare il deficit di aminoacidi dovuto alla rottura di siero e proteine ​​cellulari) è praticamente privo di riserve proteiche (riserva - 45 g: 40 g nei muscoli, 5 g nel sangue e nel fegato), quindi l'unica fonte di rifornimento lo stock di aminoacidi da cui sono sintetizzate le proteine ​​del corpo non può che essere proteine ​​alimentari.

Indipendentemente dalla specificità delle specie, tutte le diverse strutture proteiche contengono solo 20 aminoacidi nella loro composizione.

Ci sono amminoacidi sostituibili (sintetizzati nel corpo) e amminoacidi essenziali (non possono essere sintetizzati nel corpo e quindi devono essere ingeriti nel cibo). Gli amminoacidi essenziali comprendono: valina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, fenilalanina.

La mancanza di aminoacidi essenziali nel cibo porta a un metabolismo proteico alterato.

Gli amminoacidi essenziali sono valina, leucina, isoleucina, treonina, metionina, fenilalanina, triptofano, cisteina, indispensabili condizionalmente - arginina e istidina. Tutti questi amminoacidi che una persona riceve solo con il cibo.

Amminoacidi sostituibili sono anche necessari per la vita umana, ma possono essere sintetizzati nel corpo stesso dai prodotti metabolici di carboidrati e lipidi. Questi includono glicocollo, alanina, cisteina, acidi glutammico e aspartico, tirosina, prolina, serina, glicina; condizionatamente sostituibile - arginina e istidina.

Le proteine ​​contenenti un set completo di aminoacidi essenziali sono chiamate complete e hanno il massimo valore biologico (carne, pesce, uova, caviale, latte, funghi, patate).

Le proteine ​​che non hanno almeno un amminoacido insostituibile o se sono contenute in quantità insufficienti sono chiamate inferiori (proteine ​​vegetali). A questo proposito, per soddisfare la necessità di aminoacidi il più razionale è un alimento diverso con una predominanza di proteine ​​animali.

Oltre alla funzione principale delle proteine ​​- proteine ​​come materiale plastico, può anche essere usato come fonte di energia con la mancanza di altre sostanze (carboidrati e grassi). Durante l'ossidazione di 1 g di proteina, vengono rilasciate circa 4,1 kcal.

Con un eccesso di proteine ​​nel corpo che supera il bisogno, possono trasformarsi in carboidrati e grassi. L'eccessiva assunzione di proteine ​​causa un sovraccarico nel lavoro del fegato e dei reni, che sono coinvolti nella neutralizzazione e nell'eliminazione dei loro metaboliti. Aumento del rischio di reazioni allergiche. I processi di decadimento nell'intestino sono intensificati - disturbi digestivi nell'intestino.

La carenza di proteine ​​nel cibo porta alla fame per fame - deplezione, distrofia degli organi interni, edema affamato, apatia, ridotta resistenza del corpo all'azione di fattori ambientali dannosi, debolezza muscolare, compromissione della funzione del sistema nervoso centrale e periferico, compromissione della CMC, sviluppo compromesso bambini.

Il fabbisogno giornaliero di proteine ​​è di 1 g / kg di peso, a condizione che ci sia un contenuto sufficiente di aminoacidi essenziali (ad esempio, quando si assumono circa 30 g di proteine ​​animali), anziani e bambini - 1,2-1,5 g / kg, con duro lavoro, crescita muscolare - 2 g / kg.

I grassi (lipidi) sono composti organici costituiti da glicerolo e acidi grassi.

Funzioni dei grassi nel corpo:

• sono la più importante fonte di energia. Durante l'ossidazione di 1 g di sostanza, viene rilasciata la massima quantità di energia rispetto all'ossidazione di proteine ​​e carboidrati. A causa dell'ossidazione dei grassi neutri, si forma il 50% dell'energia totale nel corpo;

• sono un componente degli elementi strutturali della cellula - il nucleo, il citoplasma, la membrana;

• depositato nel tessuto sottocutaneo, protegge il corpo dalla perdita di calore e dagli organi interni circostanti - da danni meccanici.

Ci sono grassi neutri (triacilgliceroli), fosfolipidi, steroidi (colesterolo).

Mangiare grassi neutri nell'intestino sono suddivisi in glicerolo e acidi grassi. Queste sostanze vengono assorbite - passano attraverso la parete dell'intestino tenue, vengono nuovamente convertite in grasso ed entrano nella linfa e nel sangue. Il sangue trasporta i grassi nei tessuti, dove vengono usati come energia e materiale plastico. I lipidi fanno parte delle strutture cellulari.

Il livello degli acidi grassi nel corpo è regolato sia dalla deposizione (deposizione) di essi nel tessuto adiposo che dal rilascio. All'aumentare del livello di glucosio nel sangue, gli acidi grassi sotto l'influenza dell'insulina si depositano nel tessuto adiposo.

Il rilascio di acidi grassi dal tessuto adiposo è stimolato da adrenalina, glucagone e ormone della crescita, inibito dall'insulina.

I grassi, come materiale energetico, sono utilizzati principalmente quando si eseguono lavori fisici a lungo termine di intensità moderata e moderata (lavoro nella modalità di prestazione aerobica del corpo). All'inizio dell'attività muscolare, i carboidrati sono usati prevalentemente, ma man mano che le loro riserve diminuiscono, inizia l'ossidazione dei grassi.

Il metabolismo dei lipidi è strettamente correlato al metabolismo delle proteine ​​e dei carboidrati. Eccessivi carboidrati e proteine ​​vengono convertiti in grasso. Quando digiuni, i grassi, scoppiando, servono come fonte di carboidrati.

Fabbisogno giornaliero di grassi: 25-30% delle calorie totali. Il fabbisogno giornaliero di acidi grassi essenziali è di circa 10 g.

Gli acidi grassi sono i principali prodotti di idrolisi lipidica nell'intestino. Un grande ruolo nel processo di assorbimento degli acidi grassi è giocato dalla bile e dalla natura della nutrizione.

Gli acidi grassi essenziali che non sono sintetizzati dal corpo includono acidi oleico, linoleico, linolenico e arachidico (fabbisogno giornaliero di 10-12 g).

Gli acidi linoleico e lonolenico si trovano nei grassi vegetali, arachidi - solo negli animali.

La mancanza di acidi grassi essenziali porta a disfunzione renale, disturbi della pelle, danni cellulari, disordini metabolici. Un eccesso di acidi grassi essenziali porta ad un aumentato bisogno di tocoferolo (vitamina E).

CARBOIDRATI - composti organici contenuti in tutti i tessuti del corpo in forma libera in composti con lipidi e proteine ​​e che sono le principali fonti di energia.

Funzioni dei carboidrati nel corpo:

• Sono una fonte diretta di energia per il corpo.

• Partecipare al metabolismo plastico.

• Fanno parte del protoplasma, delle strutture subcellulari e cellulari, svolgono una funzione di supporto per le cellule.

I carboidrati sono suddivisi in 3 classi principali: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.

I monosaccaridi sono carboidrati che non possono essere scomposti in forme più semplici (glucosio, fruttosio).

Disaccaridi - carboidrati, che quando idrolizzati danno due molecole di monosaccaridi (saccarosio, lattosio).

I polisaccaridi sono carboidrati che, quando idrolizzati, producono più di sei molecole di monosaccaridi (amido, glicogeno, fibra).

I carboidrati dovrebbero rappresentare fino al 50 - 60% del valore energetico della dieta.

Nel tratto digestivo, i polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa e pectina non vengono digeriti nell'intestino) ei disaccaridi sotto l'influenza degli enzimi sono scomposti in monosaccaridi (glucosio e fruttosio) che vengono assorbiti nel sangue nell'intestino tenue. Una parte significativa dei monosaccaridi entra nel fegato e nei muscoli e serve come materiale per la formazione del glicogeno.

Nel fegato e nei muscoli, il glicogeno viene depositato nella riserva. Se necessario, il glicogeno viene mobilizzato dal deposito e si trasforma in glucosio, che viene fornito ai tessuti e utilizzato da loro nel processo dell'attività vitale.

Il contenuto di glicogeno nel fegato è di 150-200 g.

I prodotti di degradazione di proteine ​​e grassi possono essere parzialmente convertiti in glicogeno nel fegato. L'eccesso di carboidrati viene convertito in grasso e depositato nel "deposito" di grassi.

Circa il 70% dei carboidrati alimentari viene ossidato nei tessuti all'acqua e al biossido di carbonio.

I carboidrati sono usati dal corpo come fonte diretta di calore (glucosio - 6 - fosfato) o come riserva di energia (glicogeno);
I principali carboidrati - zuccheri, amido, fibre - si trovano negli alimenti vegetali, il fabbisogno giornaliero per cui nell'uomo è di circa 500 g (il fabbisogno minimo è 100-150 g / giorno).

Quando la carenza di carboidrati sviluppa perdita di peso, disabilità, disordini metabolici, intossicazione del corpo.
Il consumo eccessivo di carboidrati può portare all'obesità, allo sviluppo di processi di fermentazione nell'intestino, a una maggiore allergizzazione del corpo, al diabete.

Il materiale è basato su informazioni provenienti da fonti aperte.

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Atlante anatomico di Trevor Weston (© Marshall Cavendish)

Metabolismo. La ripartizione di carboidrati, grassi, proteine.

Metabolismo. La ripartizione di carboidrati, grassi, proteine. Il metabolismo (metabolismo) è legato a tutti i processi chimici che avvengono nel corpo umano, contribuendo alla sua crescita, sopravvivenza e riproduzione. È il prodotto di due processi diversi e complementari chiamati catabolismo e anabolismo. Il catabolismo è la ripartizione di carboidrati, grassi e proteine ​​e un certo numero di prodotti di scarto, come cellule morte e tessuti, per formare energia.

L'energia rilasciata dal catabolismo si trasforma in un lavoro utile attraverso l'attività muscolare, e parte di essa viene persa sotto forma di calore. L'anabolismo include i processi attraverso i quali il cibo viene assorbito dal corpo e immagazzinato come energia o speso allo scopo di crescita, riproduzione e protezione del corpo contro infezioni e malattie. Nel corpo in crescita di un bambino o di un adolescente, ottenere energia dalla scissione del cibo supera la produzione di energia per assicurare la crescita del corpo. Negli adulti, l'apporto di energia in eccesso sarà convertito in grasso; e, al contrario, troppo spreco di energia contribuisce alla perdita di peso.

Scissione di carboidrati

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Scissione di grassi e proteine

I grassi e le proteine ​​sono componenti importanti del nostro cibo quotidiano e, se l'apporto di carboidrati è abbastanza basso, i grassi e le proteine ​​possono essere utilizzati come fonte di energia.
Quando le riserve energetiche di carboidrati sono esaurite, le molecole di grasso vengono nuovamente suddivise in glicerolo e acidi grassi, che vengono dissimili ciascuno separatamente. La glicerina viene convertita nel fegato in glucosio e quindi passa il percorso del metabolismo del glucosio.

Le proteine ​​contenute nel cibo sono suddivise in amminoacidi necessari per la crescita del corpo, così come gli enzimi necessari per accelerare i processi metabolici in ogni cellula.
Molti disturbi metabolici sono causati dalla mancanza di enzimi alla nascita, che porta all'accumulo di sostanze tossiche nel corpo.

I disturbi nella formazione degli ormoni sono un'altra causa comune di disordini metabolici. Il diabete, ad esempio, è causato dalla ridotta formazione dell'insulina ormonale nel pancreas. Senza l'insulina, le cellule del corpo non possono assorbire e abbattere il glucosio.

Dove ottenere carboidrati complessi - la base di una dieta sana

I carboidrati complessi sono composti organici, la cui principale fonte sono i prodotti vegetali. Sono il componente principale dell'alimentazione che fornisce energia.

I carboidrati complessi, in particolare l'amido, si formano nelle patate e nei cereali come materiale energetico di riserva per le piante. Nella dieta, i carboidrati complessi dovrebbero fornire circa il 50% dell'energia.

Struttura dei carboidrati complessi

I carboidrati complessi sono composti da almeno due molecole di monosaccaridi (zuccheri semplici). I carboidrati complessi si scindono in composti digeribili e non digeribili (fibre).

Sintetizzato principalmente da piante di anidride carbonica e acqua durante la fotosintesi. I carboidrati complessi possono contenere in una molecola da diverse a diverse migliaia di molecole di monosaccaridi collegati da un legame glicosidico.

I carboidrati complessi sono suddivisi in oligosaccaridi e polisaccaridi:

oligosaccaridi

oligosaccaridi - Questi sono polisaccaridi, ma le cui proprietà sono simili ai monosaccaridi. Nella maggior parte dei casi, hanno un sapore dolce e sono solubili in acqua.

  • disaccaridi - formato da due molecole di monosaccaride. Sono tra i carboidrati più facilmente digeribili.
  • Saccarosio (glucosio + fruttosio). Si trova in grandi quantità in canna da zucchero, barbabietola da zucchero, così come in alcuni frutti (ananas) e verdure (carote). Perfettamente solubile in acqua.
  • Lattosio (glucosio + galattosio) - zucchero del latte, costituito da molecole di glucosio e galattosio. Presente nel latte di tutti i mammiferi, ad esempio, il latte materno contiene circa il 7% e il latte vaccino il 4%. Meno dolce del saccarosio, solubile in acqua. Il lattosio viene trasformato dal batterio Lactobacillus casei in acido lattico, che provoca l'acidificazione del latte.
  • Maltosio (glucosio + glucosio) - malto di zucchero Formato da due molecole di glucosio. È un prodotto di transizione dell'idrolisi dell'amido e del glicogeno. Contenuto in grandi quantità di malto (cereali germinati, soprattutto orzo). Utilizzato per la produzione di nutrienti per bambini, prodotti dietetici, caramelle. Viene anche usato nella preparazione e cottura.

polisaccaridi

polisaccaridi - Questi sono polimeri macromolecolari formati da monosaccaridi. Contengono diverse centinaia e persino migliaia di molecole di zuccheri semplici.

Sono ampiamente distribuiti nel mondo vegetale e svolgono due importanti funzioni:

  • Accumulo (amido - in tuberi, semi, glicogeno - negli animali);
  • Strutturale (cellulosa - nelle piante, chitina negli insetti e nei crostacei).

amido - è un materiale di ricambio delle piante. L'amido contiene cereali (circa il 75%), patate (20%), mais (80%). Piccole quantità di esso sono presenti in verdure e noci. Nella sua forma grezza, è difficile da digerire, quindi i prodotti contenenti amido devono essere trattati termicamente prima della cottura (cottura, cottura al forno, frittura). Il trattamento termico causa la decomposizione dell'amido in acqua e la digestione delle destrine.

glicogeno - chiamato amido animale - è il materiale energetico di riserva del corpo. Si forma nel fegato, muscoli, reni, muscolo cardiaco, cervello, piastrine. In piccole quantità si trova in funghi, alghe, lievito. Il suo contenuto nel fegato è di circa 1,5-4% e talvolta raggiunge il 6% della massa di questo organo. La quantità di glicogeno dipende dalla nutrizione e dal lavoro muscolare. Nel corpo, è sintetizzato nel fegato dal glucosio. Una singola molecola di glicogeno è formata da circa 30 mila residui di glucosio.

cellulosa - È un componente della fibra alimentare. La molecola di cellulosa è una lunga catena non ramificata contenente circa 14 mila unità di glucosio. Non si dissolve in acqua e non viene digerito nel tratto gastrointestinale umano.

carboidrati

I carboidrati sono composti organici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno. Ci sono carboidrati semplici, o monosaccaridi, come glucosio e complessi, o polisaccaridi, che sono suddivisi in più bassi, contenenti pochi residui di carboidrati semplici, come i disaccaridi, e più alti, con molecole molto grandi da molti residui di carboidrati semplici. Negli organismi animali, il contenuto di carboidrati è circa il 2% della massa secca.

Il fabbisogno giornaliero medio di un adulto in carboidrati è di 500 g, e con un intenso lavoro muscolare, 700-1000 g.

La quantità di carboidrati al giorno dovrebbe essere del 60% in peso e del 56% della quantità totale di cibo per l'energia.

Il glucosio è contenuto nel sangue, in cui la sua quantità viene mantenuta a un livello costante (0,1-0,12%). Dopo l'assorbimento nell'intestino, i monosaccaridi vengono inviati dal sangue ai tessuti, dove avviene la sintesi di glicogeno monosaccaridi, che fa parte del citoplasma. Le riserve di glicogeno si depositano principalmente nei muscoli e nel fegato.

La quantità totale di glicogeno in un corpo umano del peso di 70 kg è di circa 375 grammi, di cui 245 grammi sono contenuti nei muscoli, 110 grammi nel fegato (fino a 150 grammi) e 20 grammi nel sangue e altri fluidi corporei. -50% in più di inesperti.

Carboidrati - la principale fonte di energia per la vita e la funzione del corpo.

Nel corpo in condizioni anossiche (anaerobico) i carboidrati si scindono nell'acido lattico, rilasciando energia. Questo processo è chiamato glicolisi. Con la partecipazione dell'ossigeno (condizioni aerobiche), vengono suddivisi in anidride carbonica e acqua, rilasciando significativamente più energia. La rottura anaerobica dei carboidrati con acido fosforico - la fosforilazione è di grande importanza biologica.

La fosforilazione del glucosio si verifica nel fegato con la partecipazione di enzimi. La fonte di glucosio può essere amminoacidi e grassi. Nel fegato, il glucosio pre-fosforilato produce enormi molecole di glicogeno polisaccaridico. La quantità di glicogeno nel fegato umano dipende dalla natura della nutrizione e dell'attività muscolare. Con la partecipazione di altri enzimi nel fegato è la ripartizione del glicogeno in glucosio - formazione di zucchero. La rottura del glicogeno nel fegato e nei muscoli scheletrici durante il digiuno e il lavoro muscolare è accompagnata dalla sintesi simultanea di glicogeno. Il glucosio, che si forma nel fegato, entra nel sangue e con esso viene consegnato a tutte le cellule e i tessuti.

Solo una piccola parte di proteine ​​e grassi rilascia energia nel processo di decadimento desmolitico e, quindi, serve come fonte diretta di energia. Una parte significativa delle proteine ​​e dei grassi, anche prima della completa rottura, viene convertita preliminarmente in muscoli in carboidrati. Inoltre, dal canale alimentare i prodotti di idrolisi di proteine ​​e grassi entrano nel fegato, dove gli aminoacidi e i grassi vengono convertiti in glucosio. Questo processo è indicato come gluconeogenesi. La principale fonte di formazione di glucosio nel fegato è il glicogeno, una parte molto più piccola del glucosio è ottenuta dalla gluconeogenesi, durante la quale la formazione di corpi chetonici viene ritardata. Pertanto, il metabolismo dei carboidrati influisce significativamente sul metabolismo delle proteine, dei grassi e dell'acqua.

Quando il consumo di glucosio con il lavoro dei muscoli aumenta 5-8 volte, il glicogeno si forma nel fegato da grassi e proteine.

A differenza delle proteine ​​e dei grassi, i carboidrati si disintegrano facilmente, quindi vengono rapidamente mobilitati dal corpo con grandi quantità di energia (lavoro muscolare, emozioni di dolore, paura, rabbia, ecc.). La ripartizione dei carboidrati mantiene la costanza della temperatura corporea ed è la principale fonte di energia muscolare. I carboidrati sono necessari per il normale funzionamento del sistema nervoso. Abbassare la glicemia porta a una diminuzione della temperatura corporea, debolezza e affaticamento dei muscoli e disturbi dell'attività nervosa.

Nei tessuti, solo una piccola parte del sangue erogato di glucosio viene utilizzato per rilasciare energia. La principale fonte di metabolismo dei carboidrati nei tessuti è il glicogeno, precedentemente sintetizzato dal glucosio.

Durante il lavoro dei muscoli - i principali consumatori di carboidrati - vengono utilizzati i depositi di glicogeno immagazzinati in essi e solo dopo che queste riserve sono completamente consumate inizia l'uso diretto di glucosio erogato dal sangue ai muscoli. Questo consuma glucosio, formato dalle riserve di glicogeno nel fegato. Dopo il lavoro, i muscoli riprendono a rifornirsi di glicogeno sintetizzandolo dal glucosio nel sangue e dal fegato, grazie ai monosaccaridi assorbiti nel tubo digerente e alla rottura di proteine ​​e grassi.

Il contenuto di glucosio nel sangue viene mantenuto allo stesso livello dalla sintesi di glicogeno e dalla rimozione del glucosio in eccesso con l'urina con un aumento significativo del suo contenuto nel sangue.

Ad esempio, con un aumento del glucosio nel sangue superiore allo 0,15-0,16% a causa del suo abbondante contenuto nel cibo, che è designato come iperglicemia alimentare, viene escreto dal corpo con urina - glicosuria.

D'altra parte, anche con il digiuno prolungato, il livello di glucosio nel sangue non diminuisce, poiché il glucosio entra nel sangue dai tessuti durante la scissione del glicogeno in essi contenuto.

Breve descrizione della composizione, struttura e ruolo ecologico dei carboidrati

I carboidrati sono sostanze organiche costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno, aventi la formula generale Cn(H2O)m (per la stragrande maggioranza di queste sostanze).

Il valore di n o uguale a m (per i monosaccaridi) o superiore (per altre classi di carboidrati). La formula generale di cui sopra non corrisponde al desossiribosio.

I carboidrati sono suddivisi in monosaccaridi, di (oligo) saccaridi e polisaccaridi. Di seguito una breve descrizione dei singoli rappresentanti di ogni classe di carboidrati.

Breve descrizione dei monosaccaridi

I monosaccaridi sono carboidrati, la cui formula generale è Cn(H2O)n (l'eccezione è desossirribile).

Classificazione dei monosaccaridi

I monosaccaridi sono un gruppo di composti piuttosto ampio e complesso, pertanto hanno una classificazione complessa secondo vari criteri:

1) in base al numero di atomi di carbonio contenuti nella molecola del monosaccaride, si distinguono tetrosi, pentosi, esosi, eptosi; pentosi ed esosi hanno la massima importanza pratica;

2) i gruppi funzionali dei monosaccaridi sono suddivisi in chetosi e aldosi;

3) in base al numero di atomi contenuti nella molecola ciclica del monosaccaride, si distinguono piranosi (contengono 6 atomi) e furanosi (contengono 5 atomi);

4) in base alla posizione spaziale dell'idrossido di "glucoside" (questo idrossido è ottenuto collegando un atomo di idrogeno all'ossigeno del gruppo carbonile), i monosaccaridi sono suddivisi in forme alfa e beta. Consideriamo alcuni dei monosaccaridi più importanti, che hanno il più grande significato biologico ed ecologico in natura.

Breve descrizione dei pentosi

I pentosi sono monosaccaridi la cui molecola contiene 5 atomi di carbonio. Queste sostanze possono essere a catena aperta e cicliche, aldosi e chetosi, composti alfa e beta. Tra questi, ribosio e desossiribosio sono di importanza pratica.

Formula di ribosio in forma generale C5H10oh5. Il ribosio è una delle sostanze da cui vengono sintetizzati i ribonucleotidi, da quest'ultimo si ottengono successivamente vari acidi ribonucleici (RNA). Pertanto, la più importante è la forma alfa di ribosio (a 5 membri) (nelle formule, l'RNA è raffigurato sotto forma di un pentagono regolare).

Formula di desossiribosio in forma generale C5H10oh4. Il desossiribosio è una delle sostanze da cui i deossiribonucleotidi sono sintetizzati negli organismi; questi ultimi sono i materiali di partenza per la sintesi di acidi desossiribonucleici (DNA). Pertanto, la più importante è la forma alfa ciclica del desossiribosio, che non ha idrossido al secondo atomo di carbonio nel ciclo.

Le forme a catena aperta di ribosio e desossiribosio sono aldose, cioè contengono 4 gruppi di idrossido e un gruppo aldeidico. Con la completa disgregazione degli acidi nucleici, il ribosio e il desossiribosio si ossidano in anidride carbonica e acqua; Questo processo è accompagnato dal rilascio di energia.

Breve descrizione di esosi

L'esoso è un monosaccarico le cui molecole contengono sei atomi di carbonio. Formula generale es. C6(H2O)6 o C6H12O6. Tutte le varietà di esosi sono isomeri corrispondenti alla formula di cui sopra. Tra gli esosi vi sono chetosi, aldosi, forme alfa e beta di molecole, forme a catena aperta e cicliche, forme cicliche di piranosio e furanosio di molecole. Il glucosio e il fruttosio sono i più importanti in natura, che sono brevemente discussi di seguito.

1. Glucosio Come qualsiasi esoso, ha la formula generale C6H12O6. Appartiene alle aldosi, cioè contiene un gruppo funzionale aldeidico e 5 gruppi idrossido (caratteristica degli alcoli), pertanto il glucosio è un alcol aldeidico polidrico (questi gruppi sono contenuti nella forma a catena aperta, il gruppo aldeidico è assente perché un gruppo chiamato "glucoside idrossido"). La forma ciclica può essere di cinque membri (furanosio) o di sei membri (piranosio). La più importante in natura è la forma piranosa della molecola di glucosio. Le forme cicliche di piranosio e furanosio possono essere sia forme alfa che beta, a seconda della posizione dell'idrossido di glucoside rispetto ad altri gruppi di idrossido nella molecola.

Secondo le proprietà fisiche, il glucosio è una sostanza cristallina bianca solida di un sapore dolce (l'intensità di questo sapore è simile al saccarosio), ben solubile in acqua e capace di formare soluzioni supersature ("sciroppi"). Poiché la molecola di glucosio contiene atomi di carbonio asimmetrici (cioè atomi collegati a quattro diversi radicali), le soluzioni di glucosio hanno attività ottica, pertanto si distinguono D-glucosio e L-glucosio, che hanno un'attività biologica diversa.

Da un punto di vista biologico, la più importante è la capacità del glucosio di essere facilmente ossidato secondo lo schema:

Il glucosio è un composto biologicamente importante, poiché è dovuto alla sua ossidazione ed è usato dal corpo come un nutriente universale e una fonte di energia facilmente accessibile.

2. Fruttosio Questa è la chetosi, la sua formula generale è C6H12O6, cioè, è un isomero di glucosio, è caratterizzato da forme a catena aperta e cicliche. Il più importante è beta-B-fruttofuranosio o abbreviato - beta-fruttosio. Da beta-fruttosio e alfa-glucosio, si ottiene saccarosio. In determinate condizioni, il fruttosio può trasformarsi in glucosio mediante la reazione di isomerizzazione. Proprietà fisiche del fruttosio come il glucosio, ma più dolce di lei.

Breve descrizione dei disaccaridi

I disaccaridi sono i prodotti della reazione della condensazione delle stesse o diverse molecole di monosaccaridi.

I disaccaridi sono uno dei tipi di oligosaccaridi (un piccolo numero di molecole di monosaccaridi (identiche o diverse) partecipa alla formazione delle loro molecole.

Il rappresentante più importante dei disaccaridi è il saccarosio (barbabietola o zucchero di canna). Il saccarosio è un prodotto dell'interazione di alfa-D-glucopiranosio (alfa-glucosio) e beta-D-fruttofuranosio (beta-fruttosio). La sua formula è generalmente C12H22oh11. Il saccarosio è uno dei tanti isomeri disaccaridi.

È una sostanza bianca cristallina che esiste in vari stati: grossolana-cristallina ("teste di zucchero"), fine-cristallina (zucchero semolato), amorfa (zucchero a velo). Si dissolve bene nell'acqua, specialmente nell'acqua calda (rispetto all'acqua calda, la solubilità del saccarosio nell'acqua fredda è relativamente bassa), pertanto il saccarosio è in grado di formare "soluzioni supersature" - sciroppi che possono essere "zuccherati", cioè si formano sottili sospensioni cristalline. Le soluzioni concentrate di saccarosio sono in grado di formare speciali sistemi vetrosi - il caramello, che viene utilizzato da una persona per produrre alcune varietà di caramelle. Il saccarosio è una sostanza dolce, ma l'intensità del sapore dolce è inferiore a quella del fruttosio.

La più importante proprietà chimica del saccarosio è la sua capacità di idrolizzarsi, che produce alfa-glucosio e beta-fruttosio, che entrano nelle reazioni di scambio di carboidrati.

Per gli esseri umani, il saccarosio è uno degli alimenti più importanti, in quanto è una fonte di glucosio. Tuttavia, il consumo eccessivo di saccarosio è dannoso, perché porta a una violazione del metabolismo dei carboidrati, che è accompagnato dalla comparsa di malattie: diabete, malattie dentali, obesità.

Caratteristiche generali dei polisaccaridi

I polisaccaridi sono chiamati polimeri naturali, che sono i prodotti della reazione di policondensazione dei monosaccaridi. Pentosi, esosi e altri monosaccaridi possono essere usati come monomeri per la formazione di polisaccaridi. In termini pratici, i prodotti più importanti degli esosi di policondensazione. Sono anche noti polisaccaridi, le cui molecole contengono atomi di azoto, come la chitina.

I polisaccaridi a base di esosivo hanno la formula generale (C6H10oh5) n. Non sono solubili in acqua, mentre alcuni di essi sono in grado di formare soluzioni colloidali. Il più importante di questi polisaccaridi sono i vari tipi di amido animale e vegetale (quest'ultimo è chiamato glicogeno), così come i tipi di cellulosa (cellulosa).

Caratteristiche generali delle proprietà e ruolo ecologico dell'amido

L'amido è un polisaccaride che è il prodotto di una reazione di policondensazione alfa-glucosio (alfa-D-glucopiranosio). Per origine distinguere gli amidi vegetali e animali. Gli amidi animali sono chiamati glicogeno. Sebbene in generale le molecole di amido abbiano una struttura comune, la stessa composizione, ma le proprietà individuali dell'amido ottenuto da piante diverse sono diverse. Quindi, l'amido di patata è diverso dall'amido di mais, ecc. Ma tutti i tipi di amido hanno proprietà comuni. Si tratta di sostanze cristalline o amorfe solide, bianche, "fragili" al tatto, insolubili in acqua, ma in acqua calda sono in grado di formare soluzioni colloidali, che mantengono la loro stabilità anche al raffreddamento. L'amido forma entrambi i sol (ad esempio gelatina liquida) e gel (per esempio, la gelatina preparata con un alto contenuto di amido, è una massa gelatinosa che può essere tagliata con un coltello).

La capacità dell'amido di formare soluzioni colloidali è associata alla globularità delle sue molecole (la molecola sembra essere arrotolata in una palla). A contatto con acqua calda o calda, le molecole d'acqua penetrano tra le spire delle molecole di amido, un aumento del volume della molecola e una diminuzione della densità della sostanza, che porta alla transizione delle molecole di amido in uno stato mobile, caratteristica dei sistemi colloidali. La formula generale dell'amido: (C6H10oh5)n, Le molecole di questa sostanza hanno due tipi, uno dei quali è chiamato amilosio (non ci sono catene laterali in questa molecola), e l'altro è l'amilopectina (le molecole hanno catene laterali in cui il composto avviene attraverso 1-6 atomi di carbonio da un ponte di ossigeno).

La proprietà chimica più importante che determina il ruolo biologico ed ecologico dell'amido è la sua capacità di subire l'idrolisi, eventualmente formando un disaccaride maltosio o alfa glucosio (questo è il prodotto finale dell'idrolisi dell'amido):

Il processo avviene negli organismi sotto l'azione di un intero gruppo di enzimi. A causa di questo processo, il corpo è arricchito con glucosio - il composto nutritivo più importante.

Una reazione qualitativa all'amido è la sua interazione con lo iodio, in cui si verifica la colorazione rosso-viola. Questa reazione viene utilizzata per rilevare l'amido in vari sistemi.

Il ruolo biologico ed ecologico dell'amido è piuttosto ampio. Questo è uno dei composti di stoccaggio più importanti negli organismi vegetali, ad esempio nelle piante della famiglia dei cereali. Per gli animali, l'amido è la sostanza trofica più importante.

Breve descrizione delle proprietà e ruolo ecologico-biologico della cellulosa (cellulosa)

La cellulosa (cellulosa) è un polisaccaride, che è un prodotto della policondensazione beta-glucosio (beta-D-glucopiranosio). La sua formula generale (C6H10oh5)n. A differenza dell'amido, le molecole di cellulosa sono rigorosamente lineari e hanno una struttura fibrillare ("filamentosa"). La differenza nelle strutture delle molecole di amido e cellulosa spiega la differenza nei loro ruoli biologico-ecologici. La cellulosa non è né una sostanza riserva né trofica, dal momento che non può essere digerita dalla maggior parte degli organismi (eccetto alcuni tipi di batteri che possono idrolizzare la cellulosa e assorbire il beta-glucosio). La cellulosa non è in grado di formare soluzioni colloidali, ma può formare strutture filamentose meccanicamente forti che proteggono i singoli organi cellulari delle cellule e la resistenza meccanica dei vari tessuti vegetali. Come l'amido, in certe condizioni, la cellulosa viene idrolizzata e il prodotto finale della sua idrolisi è il beta-glucosio (beta-D-glucopiranosio). In natura, il ruolo di questo processo è relativamente piccolo (ma consente alla biosfera di "digerire" la cellulosa).

(C6H10oh5)n (fibra) + n (H2O) → n (С6H12O6) (beta-glucosio o beta-D-glucopiranosio) (con idrolisi incompleta della fibra, è possibile la formazione di un disaccaride solubile, il cellobiosio).

In condizioni naturali, la cellulosa (dopo la morte della pianta) subisce una decomposizione, a causa della quale è possibile la formazione di vari composti. A causa di questo processo, l'humus (una componente organica del suolo), l'olio, vari tipi di carbone (olio e carbone sono formati da resti morti di vari animali e organismi vegetali in assenza di aria, cioè in condizioni anaerobiche, si formano l'intero complesso nella loro formazione sostanze organiche, compresi i carboidrati).

Il ruolo ecologico e biologico della fibra è che è: a) protettivo; b) meccanico; c) un composto formativo (per alcuni batteri svolge una funzione trofica). I resti morti di organismi vegetali sono un substrato per alcuni organismi - insetti, funghi, vari microrganismi.

Breve descrizione del ruolo ecologico e biologico dei carboidrati

Riassumendo il suddetto materiale relativo alle caratteristiche dei carboidrati, possiamo trarre le seguenti conclusioni sul loro ruolo ecologico e biologico.

1. Eseguono una funzione di costruzione sia nelle cellule che nel corpo nel suo complesso, poiché sono parte delle strutture che formano cellule e tessuti (questo è particolarmente caratteristico di piante e funghi), ad esempio, pareti cellulari, varie membrane, ecc. d., inoltre, i carboidrati sono coinvolti nella formazione di sostanze biologicamente necessarie che formano un numero di strutture, per esempio nella formazione di acidi nucleici che formano la base dei cromosomi; i carboidrati sono parte delle proteine ​​complesse - glicoproteine, che hanno un certo valore nella formazione delle strutture cellulari e della sostanza intercellulare.

2. La funzione più importante dei carboidrati è la funzione trofica, consistente nel fatto che molti di loro sono prodotti alimentari di organismi eterotrofi (glucosio, fruttosio, amido, saccarosio, maltosio, lattosio, ecc.). Queste sostanze, in combinazione con altri composti, formano prodotti alimentari usati dall'uomo (vari cereali, frutta e semi di piante individuali, compresi i carboidrati, sono cibo per uccelli, e i monosaccaridi, entrando in un ciclo di varie trasformazioni, contribuiscono alla formazione dei propri carboidrati, caratteristica per questo organismo, così come altri composti organo-biochimici (grassi, amminoacidi (ma non le loro proteine), acidi nucleici, ecc.).

3. Per i carboidrati, la funzione energetica è anche caratteristica, consistente nel fatto che i monosaccaridi (in particolare il glucosio) negli organismi sono facilmente ossidati (il prodotto finale di ossidazione è CO2 e H2O), con il rilascio di grandi quantità di energia, accompagnato dalla sintesi di ATP.

4. Hanno anche una funzione protettiva, consistente nel fatto che i carboidrati danno origine a strutture (e certi organelli nella cellula) che proteggono la cellula o l'organismo nel suo insieme da vari danni, inclusi quelli meccanici (per esempio, i tegumenti chitinosi degli insetti, che formano lo scheletro esterno, le membrane delle cellule vegetali e molti funghi, compresa la cellulosa, ecc.).

5. Un ruolo importante è svolto dalle funzioni meccaniche e formative dei carboidrati, che sono la capacità di strutture formate da carboidrati o in combinazione con altri composti, per dare al corpo una certa forma e renderli meccanicamente forti; per esempio, le pareti cellulari del tessuto meccanico e dei vasi xilematici creano uno scheletro (scheletro interno) di piante legnose, arbustive ed erbacee, la chitina è formata dallo scheletro esterno degli insetti, ecc.

Breve descrizione del metabolismo dei carboidrati in un organismo eterotrofico (secondo l'esempio del corpo umano)

Un ruolo importante nella comprensione dei processi metabolici è giocato dalla conoscenza delle trasformazioni che i carboidrati subiscono negli organismi eterotrofi. Nell'uomo, questo processo è caratterizzato dalla seguente descrizione schematica.

I carboidrati nella composizione del cibo entrano nel corpo attraverso la bocca. I monosaccaridi nel sistema digestivo praticamente non subiscono trasformazioni, i disaccaridi si idrolizzano nei monosaccaridi ei polisaccaridi subiscono trasformazioni abbastanza significative (questo si riferisce a quei polisaccaridi che il corpo usa per il cibo, e i carboidrati che non sono sostanze alimentari, ad esempio la cellulosa, alcune pectine vengono rimosse escreto con le feci).

Nella cavità orale, il cibo viene schiacciato e omogeneizzato (diventa più omogeneo di prima di inserirlo). Il cibo colpisce la saliva secreta dalle ghiandole salivari. Contiene l'enzima ptyalin e ha un ambiente di reazione alcalino, a causa del quale inizia l'idrolisi primaria dei polisaccaridi, portando alla formazione di oligosaccaridi (carboidrati con un piccolo valore di n).

Parte dell'amido può persino trasformarsi in disaccaridi, che possono essere visti con una lunga masticazione del pane (il pane nero aspro diventa dolce).

Il cibo masticato, abbondantemente trattato con la saliva e schiacciato dai denti, attraverso l'esofago sotto forma di grumo di cibo entra nello stomaco, dove è esposto a succo gastrico con un mezzo di reazione acida contenente enzimi che agiscono su proteine ​​e acidi nucleici. Praticamente nulla accade nello stomaco con carboidrati.

Quindi la pappa alimentare entra nella prima sezione dell'intestino (intestino tenue), iniziando il duodeno. Riceve il succo pancreatico (il segreto del pancreas), contenente un complesso di enzimi che promuovono la digestione dei carboidrati. I carboidrati vengono convertiti in monosaccaridi, che sono solubili in acqua e sono in grado di assorbire. I carboidrati dietetici sono infine digeriti nell'intestino tenue, e nella parte in cui sono contenuti i villi, vengono assorbiti nel sangue ed entrano nel flusso sanguigno.

Con il flusso sanguigno del monosaccaride, si diffondono a vari tessuti e cellule del corpo, ma prima tutto il sangue passa attraverso il fegato (lì viene eliminato dai prodotti nocivi del metabolismo). Nel sangue dei monosaccaridi sono presenti principalmente sotto forma di alfa-glucosio (ma è possibile la presenza di altri isomeri di esosi, come il fruttosio).

Il contenuto di glucosio è strettamente costante per il corpo (normale), quindi, con un eccesso di questa sostanza nel fegato, si verifica la formazione di glicogeno, caratteristica di questo organismo.

Se il livello di glucosio nel sangue è inferiore al normale, una parte del glicogeno contenuto nel fegato viene idrolizzata a glucosio. Eccessivo contenuto di carboidrati caratterizza una grave malattia umana - il diabete.

Dal sangue, i monosaccaridi entrano nelle cellule, dove la maggior parte viene spesa per l'ossidazione (nei mitocondri), in cui l'ATP viene sintetizzata, contenente energia in una forma "conveniente" per l'organismo. L'ATP viene speso in vari processi che richiedono energia (la sintesi di sostanze necessarie per il corpo, l'implementazione di processi fisiologici e di altro tipo).

Una parte dei carboidrati del cibo è usata per sintetizzare i carboidrati di un determinato organismo, che sono necessari per la formazione di strutture cellulari, o composti necessari per la formazione di sostanze di altre classi di composti (questo è il modo in cui i carboidrati possono produrre grassi, acidi nucleici, ecc.). La capacità dei carboidrati di trasformarsi in grasso è una delle cause dell'obesità - una malattia che comporta un complesso di altre malattie.

Di conseguenza, il consumo di carboidrati in eccesso è dannoso per il corpo umano, che deve essere preso in considerazione quando si organizza una dieta equilibrata.

Negli organismi vegetali, che sono autotrofi, lo scambio di carboidrati è alquanto diverso. I carboidrati (monosaccaridi) sono sintetizzati dal corpo stesso dall'anidride carbonica e dall'acqua usando l'energia solare. Di-, oligo- e polisaccaridi sono sintetizzati dai monosaccaridi. Una parte dei monosaccaridi è coinvolta nella sintesi degli acidi nucleici. Una certa quantità di organismi vegetali monosaccaridi (glucosio) viene utilizzata nei processi di respirazione per ossidazione, in cui (come negli organismi eterotrofi) l'ATP viene sintetizzata.