Glavni izvor energije za tijelo. Šta je jedini izvor energije za ljudski organizam i zašto

hemijski rad

+ Q 2

Elektro radovi

+ Q 2

aktivni transport

+ Q 2

Šema 1. Izvori energije u tijelu, rezultati potpune oksidacije hranjivih tvari i vrste topline koje se oslobađaju u tijelu.

Treba dodati da količina nutrijenata koji se oslobađaju tokom oksidacije ne zavisi od broja međureakcija, već zavisi od početnog i konačnog stanja hemijskog sistema. Ovu odredbu je prvi formulisao Hess (Hesov zakon).

Ove procese ćete detaljnije razmotriti na predavanjima i časovima koje će sa vama izvoditi nastavnici Katedre za biohemiju.

Energetska vrijednost prehrambenih supstanci.

Energetska vrijednost nutrijenata procjenjuje se pomoću posebnih uređaja - oksikalorimetara. Utvrđeno je da se potpunom oksidacijom 1 g ugljikohidrata oslobađa 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J.), 1 g masti - 9,45 kcal, 1 g proteina - 5,65 kcal. Treba dodati da se dio nutrijenata koji ulaze u tijelo ne apsorbira. Na primjer, u prosjeku se ne vari oko 2% ugljikohidrata, 5% masti i do 8% proteina. Osim toga, ne razlažu se svi nutrijenti u tijelu u finalne proizvode - ugljični dioksid (ugljični dioksid) i vodu. Na primjer, dio proizvoda nepotpune razgradnje proteina u obliku uree izlučuje se urinom.

S obzirom na navedeno, može se primijetiti da je stvarna energetska vrijednost nutrijenata nešto niža od one utvrđene u eksperimentalnim uvjetima. Prava energetska vrijednost 1 g ugljikohidrata je 4,0 kcal, 1 g masti - 9,0 kcal, 1 g proteina - 4,0 kcal.

Osnovni pojmovi i definicije fiziologije metabolizma i energije.

Integralna (opća) karakteristika energetskog metabolizma ljudskog tijela je ukupni utrošak energije ili bruto energetski utrošak.

Bruto potrošnja energije organizam- ukupni energetski utrošak organizma u toku dana u uslovima njegovog normalnog (prirodnog) postojanja. Bruto potrošnja energije uključuje tri komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje hrane i radni dobitak. Bruto potrošnja energije se procjenjuje u kJ/kg/dan ili kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).

BX.

Proučavanje bazalnog metabolizma počelo je radom Biddera i Schmidta, naučnika sa Univerziteta u Tartuu (Bidder i Schmidt, 1852).

BX- minimalni nivo potrošnje energije potreban za održavanje vitalne aktivnosti tijela.

Koncept bazalnog metabolizma kao minimalnog nivoa energetske potrošnje tijela također nameće niz zahtjeva u pogledu uslova pod kojima se ovaj pokazatelj treba vrednovati.

Uslovi pod kojima treba procijeniti bazalni metabolizam:

stanje potpunog fizičkog i mentalnog odmora (po mogućnosti u ležećem položaju);

ugodna temperatura okoline (18-20 stepeni Celzijusa);

10 do 12 sati nakon posljednjeg obroka kako bi se izbjeglo povećanje energetskog metabolizma povezanog s obrokom.

Faktori koji utiču na bazalni metabolizam.

Bazalni metabolizam zavisi od starosti, visine, telesne težine i pola.

Uticaj Dob za glavnu razmjenu.

Najviša osnovna razmjena u iznosu od 1 kg. Tjelesna težina novorođenčadi (50-54 kcal/kg/dan), najmanja je kod starijih osoba (nakon 70 godina, glavni metabolizam je u prosjeku 30 kcal/kg/dan). Bazalni metabolizam dostiže konstantan nivo do puberteta do 12-14 godine i ostaje stabilan do 30-35 godine (oko 40 kcal/kg/dan).

Uticaj visina i težina tijela za bazalni metabolizam.

Postoji gotovo linearna, direktna veza između tjelesne težine i bazalnog metabolizma – što je tjelesna težina veća, to je veći nivo bazalnog metabolizma. Međutim, ova zavisnost nije apsolutna. S povećanjem tjelesne težine zbog mišićnog tkiva ova ovisnost je gotovo linearna, međutim, ako je povećanje tjelesne težine povezano s povećanjem količine masnog tkiva, ova ovisnost postaje nelinearna.

Budući da tjelesna težina, ceteris paribus, ovisi o rastu (što je veći rast, veća je tjelesna težina), postoji direktna veza između rasta i bazalnog metabolizma – što je veći rast, to je veći bazalni metabolizam.

S obzirom na činjenicu da visina i tjelesna težina utiču na ukupnu površinu tijela, M. Rubner je formulisao zakon prema kojem bazalni metabolizam zavisi od površine tijela: što je veća površina tijela, to je veći bazalni metabolizam. Međutim, ovaj zakon praktično prestaje da funkcioniše u uslovima kada je temperatura okoline jednaka temperaturi tela. Osim toga, neravnomjerna dlakavost kože značajno mijenja razmjenu topline između tijela i okoline, te stoga Rubnerov zakon također ima ograničenja u ovim uvjetima.

Uticaj spol do bazalnog nivoa.

Kod muškaraca bazalni metabolizam je 5-6% veći nego kod žena. To je zbog različitog omjera masnog i mišićnog tkiva na 1 kg tjelesne težine, kao i različitog nivoa metabolizma zbog razlika u hemijskoj strukturi polnih hormona i njihovog fiziološkog djelovanja.

Specifično dinamičko djelovanje hrane.

Pojam specifično dinamičko djelovanje hrane prvi je u naučnu upotrebu uveo M. Rubner 1902. godine.

Specifičan dinamički učinak hrane je povećanje energetskog metabolizma ljudskog tijela povezano s unosom hrane. Specifičan dinamički efekat hrane je energetski utrošak organizma na mehanizme iskorišćavanja uzete hrane. Navedeni efekat u promjeni energetskog metabolizma primjećuje se od trenutka pripreme za obrok, tokom obroka i traje 10-12 sati nakon obroka. Maksimalno povećanje energetskog metabolizma nakon obroka bilježi se nakon 3-3,5 sata. Posebna istraživanja su pokazala da se od 6 do 10% njegove energetske vrijednosti troši na iskorištavanje hrane.

Radni porast.

Povećanje rada je treća komponenta bruto energetske potrošnje tijela. Povećanje rada dio je energetske potrošnje tijela za mišićnu aktivnost u okruženju. Tokom teškog fizičkog rada, potrošnja energije tijela može se povećati za 2 puta u odnosu na nivo bazalnog metabolizma.

Metode za proučavanje energetskog metabolizma kod ljudi.

Za proučavanje energetskog metabolizma kod ljudi razvijen je niz metoda pod zajedničkim nazivom - kalorimetrija.

Sledeća klasa osnovnih hemijskih jedinjenja u našem telu je ugljikohidrati. Ugljikohidrati su svima nama dobro poznati u obliku običnog šećera u hrani (hemijski je saharoza) ili skrob.
Ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene. Od jednostavnih ugljikohidrata (monosaharida) najvažniji su za čovjeka glukoze, fruktoze i galaktoze.
Složeni ugljeni hidrati su oligosaharidi(disaharidi: saharoza, laktoza, itd.) i ugljikohidrati koji nisu slični šećeru - polisaharidi(škrob, glikogen, vlakna, itd.).
Monosaharidi i polisaharidi se razlikuju po svom fiziološkom dejstvu na organizam. Upotreba viška lako probavljivih mono- i disaharida u ishrani doprinosi brzom porastu nivoa šećera u krvi, što može biti negativno za pacijente sa dijabetes melitusom (DM) i gojaznošću.
Polisaharidi se mnogo sporije razgrađuju u tankom crijevu. Stoga se povećanje koncentracije šećera u krvi događa postupno. U tom smislu korisnija je konzumacija namirnica bogatih skrobom (hleb, žitarice, krompir, testenina).
Zajedno sa skrobom u organizam ulaze vitamini, minerali i neprobavljiva dijetalna vlakna. Potonji uključuju vlakna i pektin.
Celuloza(celuloza) ima blagotvoran regulatorni učinak na rad crijeva, žučnih puteva, sprječava stagnaciju hrane u gastrointestinalnom traktu, pospješuje izlučivanje kolesterola. Namirnice bogate vlaknima uključuju kupus, cveklu, pasulj, raženo brašno itd.
pektinske supstance dio su pulpe plodova, listova, zelenih dijelova stabljike. Oni su u stanju da adsorbuju razne toksine (uključujući teške metale). Mnogo pektina nalazi se u marmeladi, marmeladi, džemovima, marshmallowu, ali najviše ovih supstanci nalazi se u pulpi bundeve, koja je također bogata karotenom (prekursorom vitamina A).
Većina ugljikohidrata za ljudsko tijelo su brzo svarljivi izvori energije. Međutim, ugljikohidrati nisu apsolutno esencijalni nutrijenti. Neki od njih, kao što je najvažnije gorivo za naše stanice - glukoza, mogu se vrlo lako sintetizirati iz drugih kemijskih spojeva, posebno aminokiselina ili lipida.
Međutim, ne treba potcjenjivati ​​ulogu ugljikohidrata. Činjenica je da oni ne samo da su u stanju, brzo sagorijevajući u tijelu, da mu daju dovoljnu količinu energije, već i da se pohranjuju u rezervi u obliku glikogen- supstanca vrlo slična poznatom biljnom škrobu. Naše glavne zalihe glikogena su koncentrisane u jetri ili mišićima. Ako energetske potrebe tijela rastu, na primjer, uz značajan fizički napor, tada se zalihe glikogena lako mobiliziraju, glikogen se pretvara u glukozu, koju stanice i tkiva našeg tijela već koriste kao nosilac energije.

Opasnost od jednostavnih ugljikohidrata!

Naučnici sa univerziteta u Jerusalemu (Izrael) i Yaleu (SAD) došli su do takvih zaključaka nakon niza eksperimenata.

Skakavci vrste Melanoplus femurrubrum smješteni su u dva kaveza, od kojih su u jednom bili i pauci Pisaurina mira, njihovi prirodni neprijatelji. Zadatak je bio samo uplašiti skakavce kako bi pratili njihovu reakciju na grabežljivce, pa su pauci dobili "brnjice" lijepljenjem čeljusti. Skakavci su doživjeli jak stres, zbog čega se metabolizam u njihovim tijelima uvelike povećao i pojavio se "brutalni" apetit - po analogiji s ljudima koji jedu puno slatkiša kada su zabrinuti. Skakavci su za kratko vrijeme apsorbirali veliku količinu ugljikohidrata, čiji je ugljovodonik tijelo savršeno apsorbiralo.

Osim toga, "prejedanje" skakavaca, kako se ispostavilo, nakon smrti može naštetiti ekosistemu. Naučnici su to otkrili stavljajući ostatke njihovih tijela u uzorke tla gdje se odvijao proces humusa. Mikrobna aktivnost u tlu opala je za 62% u laboratoriji i 19% na terenu, kaže studija.

Kako bi testirali rezultate eksperimenta, naučnici su kreirali hemijski model "u realnom vremenu", zamenivši skelete pravih skakavaca organskim "krizalisima" koji se, poput prirodnih prototipova, sastoje od ugljenih hidrata, proteina i hitina u različitim proporcijama. Rezultati eksperimenata su pokazali da što je veći postotak dušika (sadržanog u proteinima) u ostacima skakavaca, to su procesi razgradnje organske tvari u tlu bili bolji.

Organski ugljeni hidrati

Ugljikohidrati

Organska jedinjenja čine u proseku 20-30% ćelijske mase živog organizma. To uključuje biološke polimere: proteine, nukleinske kiseline, ugljene hidrate, kao i masti i niz malih molekula hormona, pigmente, ATP, itd. Različite vrste ćelija uključuju nejednaku količinu organskih jedinjenja. U biljnim ćelijama preovlađuju složeni ugljikohidrati-polisaharidi, dok je kod životinja više proteina i masti. Ipak, svaka od grupa organskih tvari u bilo kojoj vrsti stanica obavlja slične funkcije: daje energiju, građevinski je materijal.

1. KRATAK SAŽETAK UGLJENIH HIDRATA

Ugljikohidrati su organska jedinjenja koja se sastoje od jednog ili više molekula jednostavnih šećera. Molarna masa ugljikohidrata kreće se od 100 do 1.000.000 Da (Daltonova masa, približno jednaka masi jednog atoma vodika). Njihova opšta formula se obično piše kao Cn(H2O)n (gde je n najmanje tri). Prvi put 1844. godine ovaj termin je uveo domaći naučnik K. Schmid (1822-1894).

Naziv "ugljikohidrati" nastao je na osnovu analize prvih poznatih predstavnika ove grupe spojeva. Pokazalo se da se te tvari sastoje od ugljika, vodika i kisika, a omjer broja atoma vodika i kisika u njima je isti kao u vodi: dva atoma vodika - jedan atom kisika. Stoga su se smatrali kombinacijom ugljika i vode. U budućnosti su mnogi ugljikohidrati koji nisu ispunjavali ovaj uvjet postali poznati, ali naziv "ugljikohidrati" i dalje ostaje općeprihvaćen. U životinjskoj ćeliji ugljikohidrati se nalaze u količini koja ne prelazi 2-5%. Biljne ćelije su najbogatije ugljikohidratima, gdje njihov sadržaj u nekim slučajevima dostiže 90% suhe mase (na primjer, u gomoljima krumpira, sjemenkama).

2. KLASIFIKACIJA UGLJIKOHIDRATA

Postoje tri grupe ugljikohidrata: monosaharidi, odnosno jednostavni šećeri (glukoza, fruktoza); oligosaharidi - spojevi koji se sastoje od 2-10 uzastopno povezanih molekula jednostavnih šećera (saharoza, maltoza); polisaharidi koji sadrže više od 10 molekula šećera (škrob, celuloza).

3. STRUKTURNE I FUNKCIONALNE OSOBINE ORGANIZACIJE MONO- I DISAHARIDA: STRUKTURA; PRONALAŽENJE U PRIRODI; RECEIVING. KARAKTERISTIKE POJEDINAČNIH PREDSTAVNIKA

Monosaharidi su ketonski ili aldehidni derivati ​​polihidričnih alkohola. Atomi ugljika, vodika i kisika koji čine njihov sastav su u omjeru 1:2:1. Opća formula za jednostavne šećere je (CH2O)n. Ovisno o dužini ugljičnog skeleta (broju atoma ugljika) dijele se na: triozu-C3, tetrozu-C4, pentozu-C5, heksozu-C6 itd. Pored toga, šećeri se dijele na:

Aldoze koje sadrže aldehidnu grupu su C=O. To uključuje | | H glukoza:

H H H H H
CH2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
OH OH OH OH OH

Ketoza koja sadrži ketonsku grupu - C-. Njima, na primjer, || odnosi se na fruktozu.

U rastvorima, svi šećeri, počevši od pentoza, imaju ciklički oblik; u linearnom obliku prisutne su samo trioze i tetroze. Kada se formira ciklički oblik, atom kisika aldehidne grupe je kovalentno vezan za pretposljednji atom ugljika u lancu, što rezultira stvaranjem hemiacetala (u slučaju aldoza) i hemiketala (u slučaju ketoza).

KARAKTERISTIKE MONOSAHARIDA, POJEDINAČNI PREDSTAVNICI

Od tetroza, eritroza je najvažnija u metaboličkim procesima. Ovaj šećer je jedan od međuproizvoda fotosinteze. Pentoze se u prirodnim uslovima nalaze uglavnom kao sastojci molekula složenijih supstanci, kao što su složeni polisaharidi zvani pentozani, kao i biljne gume. Pentoze se u značajnoj količini (10-15%) nalaze u drvetu i slami. U prirodi se pretežno nalazi arabinoza. Nalazi se u ljepilu od trešnje, cvekli i arapskoj gumi, odakle se i dobija. Riboza i deoksiriboza su široko zastupljene u životinjskom i biljnom svijetu; to su šećeri koji čine monomere nukleinskih kiselina RNK i DNK. Riboza se dobija epimerizacijom arabinoze.

Ksiloza nastaje hidrolizom polisaharida ksilosana sadržanog u slami, mekinjama, drvetu i ljusci suncokreta. Proizvodi raznih vrsta ksilozne fermentacije su mliječna, octena, limunska, jantarna i druge kiseline. Ljudsko tijelo slabo apsorbira ksilozu. Hidrolizati koji sadrže ksilozu koriste se za uzgoj nekih vrsta kvasca, koriste se kao izvor proteina za ishranu domaćih životinja. Kada se ksiloza smanji, dobije se ksilitol alkohol koji se koristi kao zamjena za šećer za dijabetičare. Ksilitol se široko koristi kao stabilizator vlage i plastifikator (u industriji papira, parfimeriji, proizvodnji celofana). Jedna je od glavnih komponenti u proizvodnji brojnih tenzida, lakova, ljepila.

Od heksoza, glukoza, fruktoza i galaktoza su najrasprostranjenije; njihova opća formula je C6H12O6.

Glukoza (grožđani šećer, dekstroza) se nalazi u soku grožđa i drugog slatkog voća, a u malim količinama kod životinja i ljudi. Glukoza je dio najvažnijih disaharida - šećera od šećerne trske i grožđa. Polisaharidi visoke molekularne težine, odnosno škrob, glikogen (životinjski škrob) i celuloza, u potpunosti su izgrađeni od ostataka molekula glukoze međusobno povezanih na različite načine. Glukoza je primarni izvor energije za ćelije.

Ljudska krv sadrži 0,1-0,12% glukoze, smanjenje indikatora uzrokuje kršenje vitalne aktivnosti živčanih i mišićnih stanica, ponekad praćeno konvulzijama ili nesvjesticom. Nivo glukoze u krvi regulira se složenim mehanizmom nervnog sistema i endokrinih žlijezda. Jedna od masivnih teških endokrinih bolesti - dijabetes melitus - povezana je sa hipofunkcijom zona otočića pankreasa. Prati ga značajno smanjenje propusnosti membrane mišićnih i masnih stanica za glukozu, što dovodi do povećanja sadržaja glukoze u krvi, kao i u urinu.

Glukoza za medicinske potrebe se dobija prečišćavanjem - rekristalizacijom - tehnička glukoza iz vodenih ili vodeno-alkoholnih rastvora. Glukoza se koristi u proizvodnji tekstila iu nekim drugim industrijama kao redukciono sredstvo. U medicini se čista glukoza koristi u obliku otopina za injekcije u krv za niz bolesti i u obliku tableta. Iz njega se dobija vitamin C.

Galaktoza je, zajedno sa glukozom, dio nekih glikozida i polisaharida. Ostaci molekula galaktoze dio su najsloženijih biopolimera - gangliozida, odnosno glikosfingolipida. Nalaze se u nervnim čvorovima (ganglijima) ljudi i životinja, a nalaze se iu moždanom tkivu, u slezeni u eritrocitima. Galaktoza se uglavnom dobija hidrolizom mlečnog šećera.

Fruktoza (voćni šećer) u slobodnom stanju nalazi se u voću, medu. Uključuje se u mnoge složene šećere, kao što je šećer od trske, iz kojeg se može dobiti hidrolizom. Formira kompleksno strukturirani visokomolekularni polisaharid inulin, sadržan u nekim biljkama. Fruktoza se takođe dobija iz inulina. Fruktoza je vrijedan prehrambeni šećer; 1,5 puta je slađa od saharoze i 3 puta slađa od glukoze. Dobro se apsorbuje u organizmu. Kada se fruktoza smanji, nastaju sorbitol i manitol. Sorbitol se koristi kao zamjena za šećer u ishrani dijabetičara; osim toga, koristi se za proizvodnju askorbinske kiseline (vitamina C). Kada se oksidira, fruktoza daje vinsku i oksalnu kiselinu.

Disaharidi su tipični polisaharidi slični šećeru. To su čvrste tvari, ili nekristalizirajući sirupi, vrlo topljivi u vodi. I amorfni i kristalni disaharidi se obično tope na različitim temperaturama i obično se raspadaju. Disaharidi nastaju reakcijom kondenzacije između dva monosaharida, obično heksoza. Veza između dva monosaharida naziva se glikozidna veza. Obično se formira između prvog i četvrtog atoma ugljika susjednih monosaharidnih jedinica (1,4-glikozidna veza). Ovaj proces se može ponoviti bezbroj puta, što rezultira stvaranjem ogromnih molekula polisaharida. Jednom kada su monosaharidne jedinice povezane, nazivaju se ostacima. Dakle, maltoza se sastoji od dva ostatka glukoze.

Najčešći disaharidi su maltoza (glukoza + glukoza), laktoza (glukoza + galaktoza) i saharoza (glukoza + fruktoza).

POJEDINAČNI PREDSTAVNICI DISAHARIDA

Maltoza (slani šećer) ima formulu C12H22O11. Naziv je nastao u vezi s metodom dobivanja maltoze: dobiva se iz škroba kada je izložen sladu (latinski maltum - slad). Kao rezultat hidrolize, maltoza se dijeli na dva molekula glukoze:

S12N22O11 + N2O = 2S6N12O6

Sladni šećer je međuproizvod u hidrolizi škroba, široko je rasprostranjen u biljnim i životinjskim organizmima. Sladni šećer je mnogo manje sladak od šećera od šećerne trske (za 0,6 puta pri istim koncentracijama).

Laktoza (mliječni šećer). Naziv ovog disaharida nastao je u vezi sa njegovom pripremom iz mlijeka (od latinskog lactum - mlijeko). Nakon hidrolize, laktoza se razlaže na glukozu i galaktozu:

Laktoza se dobija iz mlijeka: u kravljem mlijeku je 4-5,5%, u ženskom mlijeku 5,5-8,4%. Laktoza se razlikuje od ostalih šećera po odsustvu higroskopnosti: ne postaje vlažna. Mliječni šećer se koristi kao farmaceutski preparat i hrana za dojenčad. Laktoza je 4 do 5 puta manje slatka od saharoze.

Saharoza (šećer od trske ili repe). Naziv je nastao u vezi s njegovom proizvodnjom ili od šećerne repe ili šećerne trske. Šećer od trske poznat je vekovima pre nove ere. Tek sredinom XVIII veka. ovaj disaharid je otkriven u šećernoj repi i to tek početkom 19. veka. dobijen je u proizvodnom okruženju. Saharoza je vrlo česta u biljnom carstvu. Listovi i sjemenke uvijek sadrže malu količinu saharoze. Ima ga i u voću (kajsije, breskve, kruške, ananas). Ima ga dosta u sokovima od javora i palme, kukuruzu. Ovo je najpoznatiji i najčešće korišten šećer. Kada se hidrolizira, iz njega nastaju glukoza i fruktoza:

S12N22O11 + N2O = S6N12O6 + S6N12O6

Smjesa jednakih količina glukoze i fruktoze, koja nastaje inverzijom šećera od šećerne trske (zbog promjene u procesu hidrolize desne rotacije otopine ulijevo), naziva se invertni šećer (rotacijska inverzija). Prirodni invertni šećer je med, koji se uglavnom sastoji od glukoze i fruktoze.

Saharoza se dobija u velikim količinama. Šećerna repa sadrži 16-20% saharoze, šećerna trska - 14-26%. Oprana cvekla se drobi i saharoza se više puta ekstrahuje u aparatima sa vodom temperature oko 80 stepeni. Dobivena tekućina, koja osim saharoze sadrži i veliki broj raznih nečistoća, tretira se vapnom. Kreč taloži brojne organske kiseline u obliku kalcijevih soli, kao i proteine ​​i neke druge tvari. Dio vapna sa šećerom od trske stvara kalcijum saharate rastvorljive u hladnoj vodi, koji se uništavaju obradom ugljen-dioksidom.

Precipitat kalcijum karbonata se odvoji filtracijom, filtrat nakon daljeg prečišćavanja ispari u vakuumu dok se ne dobije kašasta masa. Odvojeni kristali saharoze se odvajaju pomoću centrifuga. Tako se dobija sirovi granulirani šećer, koji ima žućkastu boju, smeđu matičnu tečnost, nekristalizirajući sirup (melasa od repe, ili melasa). Šećer se čisti (rafiniše) i dobija se gotov proizvod.

4. BIOLOŠKA ULOGA BIOPOLIMERA - POLISAHARIDA

Polisaharidi su visokomolekularna (do 1.000.000 Da) polimerna jedinjenja koja se sastoje od velikog broja monomera – šećera, njihova opšta formula je Cx (H2O) y. Najčešći monomer polisaharida je glukoza, manoza, galaktoza, a nalaze se i drugi šećeri. Polisaharidi se dijele na:
- homopolisaharidi, koji se sastoje od molekula monosaharida istog tipa (na primjer, škrob i celuloza se sastoje samo od glukoze);
- heteropolisaharidi, koji mogu sadržavati nekoliko različitih šećera (heparin) kao monomere.

Ako je u polisaharidu prisutno samo 1,4= glikozidne veze, dobićemo linearni, nerazgranati polimer (celulozu); ako su prisutne i 1,4= i 1,6= veze, polimer će biti razgranat (glikogen). Među najvažnijim polisaharidima su: celuloza, skrob, glikogen, hitin.

Celuloza, ili vlakno (od latinskog cellula - ćelija), glavna je komponenta ćelijskog zida biljnih ćelija. To je linearni polisaharid koji se sastoji od glukoze povezane 1,4= vezama. Vlakna čine 50 do 70% drveta. Pamuk je gotovo čisto vlakno. Vlakna lana i konoplje uglavnom se sastoje od vlakana. Najčistiji primjeri vlakana su rafinirana pamučna vuna i filter papir.

Škrob je razgranati polisaharid biljnog porijekla, koji se sastoji od glukoze. U polisaharidu, ostaci glukoze su povezani 1,4= i 1,6= glikozidnim vezama. Kada se razgrađuju, biljke dobijaju glukozu koja im je neophodna u toku života. Škrob nastaje tokom fotosinteze u zelenim listovima u obliku zrna. Ova zrna je posebno lako otkriti pod mikroskopom pomoću reakcije kreča s jodom: zrna škroba postaju plava ili plavo-crna.

Po akumulaciji škrobnih zrna može se suditi o intenzitetu fotosinteze. Skrob u lišću se razlaže na monosaharide ili oligosaharide i prenosi na druge dijelove biljke, kao što su gomolji krompira ili zrna žitarica. Ovdje opet dolazi do taloženja škroba u obliku zrna. Najveći sadržaj škroba u sljedećim usjevima:

Pirinač (zrno) - 62-82%;
- kukuruz (zrno) - 65-75%;
- pšenica (zrno) - 57-75%;
- krompir (gomolji) - 12-24%.

U tekstilnoj industriji škrob se koristi za pravljenje zgušnjivača boja. Koristi se u industriji šibica, papira, štamparije, u uvezivanju knjiga. U medicini i farmakologiji škrob se koristi za pripremu prahova, pasta (gustih masti), a neophodan je i u proizvodnji tableta. Podvrgavanjem škroba kiseloj hidrolizi, glukoza se može dobiti u obliku čistog kristalnog preparata ili u obliku melase - obojenog nekristalizirajućeg sirupa.

Ustanovljena je proizvodnja modificiranih škroba koji su podvrgnuti posebnoj preradi ili sadrže aditive koji poboljšavaju njihova svojstva. Modificirani škrob se široko koristi u raznim industrijama.

Glikogen je polisaharid životinjskog porijekla, razgranatiji od škroba, koji se sastoji od glukoze. U životinjskim organizmima igra izuzetno važnu ulogu kao rezervni polisaharid: svi vitalni procesi, prvenstveno rad mišića, praćeni su razgradnjom glikogena koji oslobađa energiju koncentrisanu u njemu. U tjelesnim tkivima, mliječna kiselina se može formirati iz glikogena kao rezultat niza složenih transformacija.

Glikogen se nalazi u svim životinjskim tkivima. Posebno ga ima u jetri (do 20%) i mišićima (do 4%). Prisutan je i u nekim nižim biljkama, kvascima i gljivama, a može se izolirati tretiranjem životinjskih tkiva sa 5-10% trihlorosirćetne kiseline, nakon čega slijedi taloženje ekstrahiranog glikogena alkoholom. Sa jodom, rastvori glikogena daju vinskocrvenu do crvenkasto-smeđu boju, u zavisnosti od porekla glikogena, vrste životinje i drugih stanja. Boja joda nestaje ključanjem i ponovo se pojavljuje hlađenjem.

Hitin je po svojoj strukturi i funkciji vrlo blizak celulozi - on je također strukturni polisaharid. Hitin se nalazi u nekim gljivama, gdje ima pomoćnu ulogu u ćelijskim zidovima zbog svoje vlaknaste strukture, kao i u nekim grupama životinja (posebno artropoda) kao važna komponenta njihovog vanjskog skeleta. Struktura hitina je slična strukturi celuloze; njegovi dugi paralelni lanci su takođe povezani.

5. HEMIJSKA SVOJSTVA UGLJIKOHIDRATA

Svi monosaharidi i neki disaharidi, uključujući maltozu i laktozu, spadaju u grupu redukujućih (obnavljajućih) šećera. Saharoza je nereducirajući šećer. Redukciona sposobnost šećera u aldozama zavisi od aktivnosti aldehidne grupe, dok u ketozama zavisi od aktivnosti i keto grupe i primarnih alkoholnih grupa. U nereducirajućim šećerima ove grupe ne mogu stupiti u nikakve reakcije, jer ovdje učestvuju u stvaranju glikozidne veze. Dvije uobičajene reakcije na redukcijske šećere, Benediktova reakcija i Fehlingova reakcija, temelje se na sposobnosti ovih šećera da redukuju dvovalentni ion bakra u monovalentni. Obje reakcije koriste alkalni rastvor bakar(2) sulfata (CuSO4) koji se redukuje u nerastvorljivi bakar(1) oksid (Cu2O). Jonska jednadžba: Cu2+ + e = Cu+ daje plavi rastvor, ciglasto-crveni talog. Svi polisaharidi su nereducirajući.

ZAKLJUČAK

Glavna uloga ugljikohidrata je vezana za njihovu energetsku funkciju. Prilikom njihovog enzimskog cijepanja i oksidacije oslobađa se energija koju koristi stanica. Polisaharidi igraju uglavnom ulogu rezervnih proizvoda i lako mobiliziranih izvora energije (na primjer, škrob i glikogen), a koriste se i kao građevinski materijali (celuloza i hitin).

Polisaharidi su pogodni kao rezervne supstance iz više razloga: budući da su nerastvorljivi u vodi, nemaju ni osmotski ni hemijski efekat na ćeliju, što je veoma važno kada se dugo čuvaju u živoj ćeliji: čvrsta materija , dehidrirano stanje polisaharida povećava korisnu masu rezervnih proizvoda zbog njihove uštede. Istovremeno, značajno je smanjena vjerojatnost konzumiranja ovih proizvoda od strane patogenih bakterija, gljivica i drugih mikroorganizama, koji, kao što znate, ne mogu progutati hranu, ali apsorbiraju hranjive tvari s cijele površine tijela. Ako je potrebno, polisaharidi za skladištenje mogu se lako hidrolizom pretvoriti u jednostavne šećere. Osim toga, kombinirajući se s lipidima i proteinima, ugljikohidrati formiraju glikolipide i glikoproteine-dva.

Nekoliko je razloga zašto posebnu pažnju trebamo obratiti na ishranu. Prvo, sve ćelije i tkiva našeg tela nastaju iz hrane koju jedemo. Drugo, hrana je izvor energije neophodne za funkcionisanje organizma. Treće, hrana je glavni dio okruženja s kojim komuniciramo. Konačno, hrana je stvorena da u njoj uživamo, da bude sastavni dio životne radosti, a naša osjetila nam omogućavaju da cijenimo kvalitet, ukus i samu teksturu hrane koju jedemo.

Danas vas pozivamo da razgovaramo o energetskim nutrijentima koje se nalaze u našoj hrani. To uključuje ugljikohidrate, masti i proteine. Uopšteno govoreći, ugljikohidrate smatramo direktnim izvorom energije, proteine ​​kao građevne blokove cijelog našeg tijela, a masti kao zalihe energije.

U povrću i voću, glavni nutrijenti su ugljikohidrati. Baštenski i baštenski proizvodi sadrže jednostavne (glukoza, fruktoza, saharoza) i složene (škrob, pektini, vlakna) ugljene hidrate. U povrću su ugljeni hidrati predstavljeni skrobom, sa izuzetkom repe i šargarepe, gde preovlađuju šećeri. Voće uglavnom sadrži šećere.

Škrob je najvažniji ugljikohidrat u biljkama. Sastoji se od velikog broja molekula glukoze. Krompir je bogat skrobom. Nešto je manje u mahunarkama i kasnim sortama jabuka. U jabukama, na primjer, tokom njihovog zrenja, količina škroba se povećava, a smanjuje tokom skladištenja. To je zbog činjenice da se pri sazrijevanju tijekom skladištenja škrob u proizvodu pretvara u šećer. U zelenim bananama ga ima dosta, a u zrelim 10 puta manje, jer se pretvara u šećer. Škrob je organizmu potreban uglavnom da bi zadovoljio svoju potrebu za šećerom. U probavnom traktu, pod uticajem enzima i kiselina, skrob se razlaže na molekule glukoze, koje se potom koriste za potrebe organizma.

Fruktoza se nalazi u velikom broju voća i povrća. Što su plodovi bogatiji, to su slađi. Dokazana je direktna ovisnost čovjekove izdržljivosti i performansi o sadržaju ove tvari u mišićima i jetri. Uz slabu ljudsku pokretljivost, nervni stres, truležne procese u crijevima, gojaznost, fruktoza je najpovoljnija od ostalih ugljikohidrata.

Glukoza se nalazi u slobodnom obliku u voću. Dio je škroba, vlakana, saharoze i drugih ugljikohidrata. Glukoza, koju naše tijelo koristi za energiju, je visoko kvalitetno gorivo. Cirkulirajući krvotokom, glukoza ispunjava stalne potrebe tjelesnih stanica. Organizam ga najbrže i najlakše koristi za stvaranje glikogena, ishranu moždanih tkiva i rad mišića, uključujući i srce.

Saharoza se u velikim količinama nalazi u šećernoj repi i šećernoj trsci. Bez obzira na izvore sirovina, šećer je gotovo čista saharoza. Njegov sadržaj u granuliranom šećeru je 99,75%, au rafiniranom šećeru - 99,9%.

Za apsorpciju jednostavnih ugljikohidrata (glukoza, fruktoza i galaktoza) nije potrebna probava. Stolni šećer i maltoza se svare u jednostavne šećere za nekoliko minuta. Da bismo krv opskrbili ovom brzo svarljivom energijom, naša prehrana zahtijeva vrlo malo šećera. U slučaju prezasićenosti, gušterača je primorana da radi prekovremeno, proizvodeći višak inzulina kako bi se višak šećera pretvorio u masnoću. U svakom trenutku naša tijela mogu pravilno podnijeti samo ograničenu količinu jednostavnih šećera.

Višak šećera zaustavlja ljudski automobil, baš kao što pun karburator gasi motor automobila, ovo je samo jedna od opasnosti od zloupotrebe šećera. Postoje i drugi štetni efekti. Oni su:

• iscrpljivanje rezervi vitamina B1;
• bolesti zuba, jer šećer stvara idealno okruženje za mikroorganizme koji uništavaju zube;
• supresija imunološkog sistema zbog činjenice da šećer inhibira sposobnost bijelih krvnih stanica da ubijaju klice;
• povećana količina masti u krvi (od pretvaranja glukoze u trigliceride);
• stimulacija hipoglikemije i moguća pojava dijabetesa;
• iritacija želuca koja se javlja kada želudac sadrži više od 10% šećera (koncentrovani rastvor šećera je jak iritans sluzokože);
• zatvor (hrana bogata šećerom obično sadrži malo vlakana);
• povećanje nivoa holesterola u krvi.

Ove komplikacije možemo izbjeći ako u prehrani zamijenimo rafinirani šećer voćem (jedna zrela banana sadrži šest žličica šećera), te napravimo složene ugljikohidrate koji se nalaze u pšenici, pirinču, krompiru, mahunarkama i drugim namirnicama koje sadrže škrob.

Većina složenih ugljikohidrata probavlja se nekoliko sati i postupno oslobađaju jednostavne šećere. To omogućava pankreasu, jetri, nadbubrežnoj žlijezdi, bubrezima i drugim organima da pravilno iskoriste ovu energiju. Štoviše, zbog visokog sadržaja vlakana u hrani koja sadrži ugljikohidrate, na takvoj prehrani obično se ne prejedamo.

Još jedna prednost složenih ugljikohidrata je što sadrže minerale potrebne za pravilnu apsorpciju drugih nutrijenata. Rafinirani šećer nema minerale, vitamine i vlakna.

Idealna ishrana treba da sadrži, ako uopšte, minimalnu količinu šećera (med, saharozu, maltozu, slatke sirupe), a umesto toga obilje složenih ugljenih hidrata, kojima su bogati krompir, žitarice, hleb i drugi proizvodi od integralnog brašna. Složeni ugljikohidrati trebali bi činiti najveći dio vašeg dnevnog unosa kalorija.

“I reče Bog: Evo, dao sam vam svaku biljku koja nosi sjeme, koja je po svoj zemlji, i svako drvo koje rađa plod od drveta koje donosi sjeme, to će vam biti hrana” (Postanak 1:29).

Priredila A. Konakova

Izvori energije za ljudsko tijelo su proteini, masti, ugljikohidrati, koji čine 90% suhe težine cjelokupne ishrane i opskrbljuju 100% energije. Sva tri hranjiva sastojka daju energiju (mjerenu u kalorijama), ali je količina energije u 1 gramu supstance različita:

• 4 kilokalorije po gramu ugljikohidrata ili proteina;
• 9 kilokalorija po gramu masti.

Gram masti ima 2 puta više energije za tijelo nego gram ugljikohidrata i proteina.

Ovi nutrijenti se takođe razlikuju po tome koliko brzo isporučuju energiju. Ugljikohidrati se isporučuju brže, a masti sporije.

Proteini, masti, ugljikohidrati se probavljaju u crijevima, gdje se razgrađuju na osnovne jedinice:

• ugljenih hidrata u šećeru
• proteini u aminokiselinama
• masti u masnim kiselinama i glicerolu.

Tijelo koristi ove osnovne jedinice za stvaranje tvari koje su mu potrebne za obavljanje osnovnih životnih funkcija (uključujući druge ugljikohidrate, proteine, masti).

Vrste ugljikohidrata

Ovisno o veličini molekula ugljikohidrata, oni mogu biti jednostavni ili složeni.

• Jednostavno Ugljikohidrati: Različite vrste šećera, kao što su glukoza i saharoza (stolni šećer), su jednostavni ugljikohidrati. To su male molekule, pa ih tijelo brzo apsorbira i brz su izvor energije. Brzo povećavaju glukozu u krvi (nivo šećera u krvi). Voće, mliječni proizvodi, med i javorov sirup bogati su jednostavnim ugljikohidratima, koji daju slatki okus većini slatkiša i kolača.
• Kompleks Ugljikohidrati: Ovi ugljikohidrati se sastoje od dugih nizova jednostavnih ugljikohidrata. Budući da su složeni ugljikohidrati veliki molekuli, moraju se razgraditi na jednostavne molekule prije nego što se mogu apsorbirati. Dakle, oni teže organizmu daju energiju sporije od jednostavnih, ali ipak brže od proteina ili masti. To je zato što se probavljaju sporije od jednostavnih ugljikohidrata i manje je vjerovatno da će se pretvoriti u masti. Oni takođe podižu nivo šećera u krvi sporije i na nižim nivoima od uobičajenih, ali na duže vreme. Složeni ugljikohidrati uključuju škrob i proteine ​​koji se nalaze u proizvodima od pšenice (hljeb i tjestenina), drugim žitaricama (raž i kukuruz), pasulju i korjenastom povrću (krompir).

Ugljeni hidrati mogu biti:

• rafinirano
• nerafinirano

rafinirano– obrađeno , Uklanjaju se vlakna i mekinje, kao i mnogi vitamini i minerali koje sadrže. Dakle, metabolizam brzo obrađuje ove ugljikohidrate i pruža malo hranjivih tvari, iako sadrže približno isti broj kalorija. Rafinirana hrana je često obogaćena, što znači da se vitamini i minerali dodaju umjetno kako bi se povećala nutritivna vrijednost. Prehrana bogata jednostavnim ili rafiniranim ugljikohidratima povećava rizik od pretilosti i dijabetesa.

nerafinirano ugljenih hidrata iz biljne hrane. Sadrže ugljikohidrate u obliku škroba i vlakana. To su namirnice poput krompira, integralnih žitarica, povrća, voća.

Ako ljudi konzumiraju više ugljikohidrata nego što im je potrebno, tijelo skladišti dio ovih ugljikohidrata u stanicama (kao glikogen), a ostatak pretvara u masti. Glikogen je složeni ugljikohidrat koji se pretvara u energiju i pohranjuje se u jetri i mišićima. Mišići koriste glikogen za energiju tokom perioda intenzivnog vježbanja. Količina pohranjenih ugljikohidrata kao glikogen može osigurati kalorije dnevno. Nekoliko drugih tjelesnih tkiva pohranjuje složene ugljikohidrate koji se ne mogu koristiti kao izvor energije za tijelo.

Glikemijski indeks ugljikohidrata

Glikemijski indeks ugljikohidrata pokazuje koliko brzo njihova konzumacija podiže razinu šećera u krvi. Raspon vrijednosti je od 1 (najsporija apsorpcija) do 100 (brza, neto indeks glukoze). Međutim, koliko brzo se nivoi zaista povećavaju zavisi od hrane koju unosite.

Glikemijski indeks je općenito niži za složene ugljikohidrate nego za jednostavne ugljikohidrate, ali postoje izuzeci. Na primjer, fruktoza (šećer u voću) ima mali utjecaj na razinu šećera u krvi.

Na glikemijski indeks utiče tehnologija obrade i sastav hrane:

• prerada: prerađena, sjeckana ili fino mljevena hrana obično ima visok glikemijski indeks
• vrsta škroba: različite vrste škroba se različito apsorbiraju. Krompirov škrob se vari i relativno brzo apsorbira u krv. Ječam se mnogo sporije vari i apsorbira.
• Sadržaj vlakana: Što više vlakana ima hrana, to je teže svariti. Kao rezultat toga, šećer se sporije apsorbira u krv.
• zrelost voća: zrelo voće, više šećera u njemu i veći je njegov glikemijski indeks
• sadržaj masti ili kiselina: sadrži više masti ili kisele hrane, polako se probavlja i polako se njeni šećeri apsorbiraju u krv
• Kuvanje: Način pripreme hrane može uticati na to koliko se brzo apsorbuje u krvotok. Općenito, kuhanje ili seckanje hrane povećava njen glikemijski indeks jer se lakše probavlja i apsorbira nakon procesa kuhanja.
• drugi faktori : Prehrambeni procesi u tijelu razlikuju se od osobe do osobe, koliko brzo na ugljikohidrate utječe pretvaranje u šećer i apsorpcija. Važno je koliko se hrana sažvaće i koliko brzo se proguta.

Glikemijski indeks nekih namirnica

Glikemijski indeks je važan parametar, jer ugljikohidrati povećavaju šećer u krvi, ako se brzo (sa visokim glikemijskim indeksom) povećava razina inzulina. Povećanje inzulina može dovesti do niskog šećera u krvi (hipoglikemije) i gladi, koja ima tendenciju konzumiranja viška kalorija i debljanja.

Ugljeni hidrati sa niskim glikemijskim indeksom ne povećavaju mnogo nivo insulina. Kao rezultat toga, ljudi se duže osjećaju siti nakon jela. Konzumacija ugljikohidrata s niskim glikemijskim indeksom također dovodi do zdravijeg nivoa kolesterola i smanjuje rizik od pretilosti i dijabetesa kod osoba s dijabetesom, rizik od komplikacija zbog dijabetesa.

Unatoč povezanosti između hrane s niskim glikemijskim indeksom i poboljšanog zdravlja, korištenje indeksa za odabir hrane ne vodi automatski do zdrave prehrane.

Na primjer, visok glikemijski indeks čipsa i nekih slatkiša nije zdrav izbor, ali neke namirnice s visokim glikemijskim indeksom sadrže vrijedne vitamine i minerale.

Stoga bi se glikemijski indeks trebao koristiti samo kao opći vodič za odabir hrane.

Glikemijsko opterećenje namirnica

Glikemijski indeks mjeri koliko brzo se ugljikohidrati iz hrane apsorbiraju u krv. Ne uključuje količinu ugljikohidrata u hrani, koji su važni.

Glikemijsko opterećenje, relativno nov termin, uključuje glikemijski indeks i količinu ugljikohidrata u hrani.

Namirnice kao što su šargarepa, banane, lubenica ili kruh od integralnog brašna mogu imati visok glikemijski indeks, ali imaju relativno malo ugljikohidrata i stoga imaju nisko glikemijsko opterećenje hrane. Ove namirnice imaju mali uticaj na nivo šećera u krvi.

Proteini u hrani

Proteini se sastoje od strukture zvane aminokiseline i formiraju složene formacije. Budući da su proteini složeni molekuli, tijelu je potrebno više vremena da ih apsorbira. Kao rezultat toga, oni su mnogo sporiji i duži izvor energije za ljudsko tijelo od ugljikohidrata.

Postoji 20 aminokiselina. Ljudsko tijelo sintetizira neke od komponenti u tijelu, ali ne može sintetizirati 9 aminokiselina - koje se nazivaju esencijalnim aminokiselinama. Moraju biti uključeni u ishranu. Svima je potrebno 8 od ovih aminokiselina: izoleucin, leucin, lizin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan i valin. Bebama je potrebna i 9. aminokiselina, histidin.

Procenat proteina koji tijelo može koristiti za sintezu esencijalnih aminokiselina varira. Tijelo može iskoristiti 100% proteina iz jaja i visok postotak iz proteina mlijeka i mesa, ali može koristiti nešto manje od polovine proteina iz većine povrća i žitarica.

Tijelo bilo kojeg sisara treba protein za održavanje i zamjenu rasta tkiva. Proteini se obično ne koriste kao izvor energije za ljudsko tijelo. Međutim, ako tijelo ne dobiva dovoljno kalorija iz drugih nutrijenata ili pohranjene tjelesne masti, proteini se koriste za energiju. Ako ima više proteina nego što je potrebno, tijelo pretvara protein i skladišti njegove komponente u obliku masti.

Živo tijelo sadrži veliku količinu proteina. Protein, glavni gradivni element u tijelu i glavna je komponenta većine stanica. Na primjer, mišići, vezivno tkivo i koža izgrađeni su od proteina.

Odrasli treba da jedu oko 60 grama proteina dnevno (1,5 grama po kilogramu telesne težine, ili 10-15% ukupnih kalorija).

Odrasli koji pokušavaju izgraditi mišiće trebaju malo više. Djeci je također potrebno više proteina kako rastu.

Masti

Masti su složene molekule sastavljene od masnih kiselina i glicerola. Tijelu su potrebne masti za rast i kao izvor energije za tijelo. Masnoća se također koristi za sintezu hormona i drugih tvari neophodnih za funkcioniranje tijela (na primjer, prostaglandina).

Masti su spor izvor energije, ali energetski najefikasnija vrsta hrane. Svaki gram masti daje tijelu oko 9 kalorija, više nego dvostruko više od isporučenih proteina ili ugljikohidrata. Masti su efikasan oblik energije i tijelo skladišti višak energije u obliku masti. Tijelo skladišti višak masnoće u abdomenu (omentalna mast) i ispod kože (potkožna mast) kako bi se koristila kada je potrebno više energije. Tijelo također može ukloniti višak masnoće iz krvnih sudova i organa, gdje može blokirati protok krvi, te iz oštećenih organa, što često uzrokuje ozbiljne probleme.

Masna kiselina

Kada su tijelu potrebne masne kiseline, ono može napraviti (sintetizirati) neke od njih. Neke kiseline, koje se nazivaju esencijalne masne kiseline, ne mogu se sintetizirati i moraju se unositi ishranom.

Esencijalne masne kiseline čine oko 7% masti koje se konzumiraju u normalnoj prehrani i oko 3% ukupnih kalorija (oko 8 grama). Uključuju linolnu i linolensku kiselinu, koje su prisutne u nekim biljnim uljima. Eikozapentaenska i dokozaheksaenska kiselina, koje su esencijalne masne kiseline za razvoj mozga, mogu se sintetizirati iz linolne kiseline. Međutim, oni su prisutni i u nekim morskim ribljim proizvodima, koji su efikasniji izvor.

Gdje se nalazi mast?

Linolna i arahidonska kiselina su i omega-6 masne kiseline.

Linolenska kiselina, eikozapentaenska kiselina i dokozaheksaenska kiselina su omega-3 masne kiseline.

Ishrana bogata omega-3 masnim kiselinama može smanjiti rizik od ateroskleroze (uključujući bolest koronarnih arterija). Jezerska pastrmka i neke dubokomorske ribe su bogate omega-3 masnim kiselinama.

Morate unositi dovoljno omega-6 masnih kiselina

Vrste masti

Postoje različite vrste masti

• mononezasićene
• polinezasićene
• bogat

Konzumiranje zasićenih masti povećava nivo holesterola i rizik od ateroskleroze. Proizvodi dobiveni od životinja obično sadrže zasićene masti, koje su obično čvrste na sobnoj temperaturi. Masti dobivene iz biljaka obično sadrže mononezasićene ili polinezasićene masne kiseline, koje su obično tekuće na sobnoj temperaturi. Izuzetak su palmino i kokosovo ulje. Sadrže više zasićenih masti od ostalih biljnih ulja.

Trans masti (transmasne kiseline) su još jedna kategorija masti. Oni su umjetni i nastaju dodatkom atoma vodika (hidrogenacija) mononezasićenih ili polinezasićenih masnih kiselina. Masti mogu biti potpuno ili djelomično hidrogenirane (zasićene atomima vode). Glavni nutritivni izvor trans masti su delimično hidrogenizovana biljna ulja u komercijalno pripremljenoj hrani. Konzumacija trans masti može negativno uticati na nivo holesterola u telu i može doprineti riziku od ateroskleroze.

Masti u ishrani

• masnoća mora biti ograničena i činiti manje od 30% ukupnih dnevnih kalorija (ili manje od 90 grama dnevno)
• Zasićene masti treba ograničiti na 10%.

Kada se unos masti smanji na 10% ili manje ukupnih dnevnih kalorija, nivo holesterola drastično opada.

Ugljikohidrati, bjelančevine i masti su glavni izvori energije neophodne za život čovjeka i njihov kvalitet je važan za zdravlje.

Primarni izvor energije za žive organizme je energija sunčeve svjetlosti. Fototrofi - biljke i fotosintetski mikroorganizmi - direktno koriste svjetlosnu energiju za sintezu složenih organskih tvari (masti, bjelančevina, ugljikohidrata itd.), koje su sekundarni izvori energije. Heterotrofi, koji uključuju životinje, koriste hemijsku energiju koja se oslobađa tokom oksidacije organskih supstanci koje sintetiziraju biljke.

Bioenergetski procesi se mogu podijeliti na procese proizvodnje i akumulacije energije i procese u kojima se zbog uskladištene energije obavlja koristan rad (slika 1.1). Fotosinteza je glavni bioenergetski proces na Zemlji. Ovo je složen višestepeni sistem fotofizičkih, fotohemijskih i tamnih biohemijskih procesa u kojima se energija sunčeve svetlosti pretvara u hemijske ili elektrohemijske oblike energije. U prvom slučaju to je energija sadržana u složenim organskim molekulima, au drugom energija gradijenta protona na membranama, koja se također pretvara u kemijski oblik. U fotosintetskim organizmima, kvante sunčeve svjetlosti apsorbiraju molekuli hlorofila i prenose svoje elektrone u pobuđeno stanje s povećanom energijom. Zahvaljujući energiji pobuđenih elektrona u molekulima hlorofila fotosintetski sistem fototrofiranja od jednostavnih molekula ugljičnog dioksida i vode sintetizira glukozu i druge organske molekule (aminokiseline, masne kiseline, nukleotide itd.), iz kojih nastaju ugljikohidrati, proteini , masti se naknadno izgrađuju u tijelu i nukleinske kiseline. Produkt ovih reakcija je također molekularni kisik.

Ukupna jednadžba glavnih reakcija fotosinteze:

6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 (glukoza) + 6 O 2,

gdje hn - energija fotona.

Globalna uloga fotosinteze je izuzetno velika. Snaga sunčevog zračenja je oko 10 26 W. Sa nje na površinu Zemlje dospijeva oko 2 10 17 W, a od ove vrijednosti otprilike 4 10 13 W koriste fotosintetski organizmi za sintezu organskih tvari (Samoilov, 2004). Ova energija održava život na Zemlji. Zbog toga se godišnje sintetiše oko 7.510 10 tona biomase (u smislu ugljenika). Istovremeno, oko 4 10 10 tona ugljika fiksira fitoplankton u oceanu, a 3.510 10 tona - biljke i fotosintetski mikroorganizmi na kopnu.

Čovječanstvo konzumira proizvode fotosinteze u obliku hrane, hraneći se organskim tvarima koje primarno proizvode biljke ili sekundarno proizvode životinje koje jedu biljke, te u obliku goriva koje se 90% koristi za prethodno uskladištene proizvode fotosinteze - naftu i ugalj ( ostatak energije obezbjeđuju nuklearne i hidroelektrane). ).

Ekstrakcija energije koju akumuliraju fototrofni organizmi i njena naknadna upotreba vrši se u procesima ishrane i disanja. Prilikom prolaska kroz probavni trakt, hrana se drobi, ćelije se uništavaju i biopolimeri (proteini, nukleinske kiseline, masti i ugljikohidrati) se razgrađuju na monomere niske molekularne težine (aminokiseline, nukleotidi, masne kiseline i šećeri) koji se apsorbiraju u krv u crevima i transportuje se po celom telu. Ćelije iz njih izvlače atome vodika, noseći elektrone visoke energije, čija energija se može djelomično uskladištiti u obliku molekula adenozin trifosfata (ATP). ATP je univerzalni izvor energije, koristi se kao baterija, gdje i kada je potreban koristan rad.