Функции углеводов и потребности человека

Углеводы представляют собой обширный класс природных органических соединений. Они составляют основную часть всего органического вещества на планете Земля и до 90% сухого вещества растений.
В организме человека и животных углеводы в расчете на сухую массу занимают около 2%.

С углеводами человек сталкивается в самых различных областях своей деятельности и при изучении самых различных живых объектов. Главные углеводные компоненты пищи — это крахмал, сахароза, глюкоза и фруктоза.
Целлюлозная промышленность производит и утилизирует высокомолекулярный полисахарид целлюлозу (другой представитель класса углеводов).
По ошибке больному перелили кровь другой группы. Наступает бурная, чрезвычайно опасная реакция. Чем она вызвана? Оказывается, полисахаридные цепи биополимеров крови донора и реципиента различались в структуре всего на один-два моносахаридных звена.
В технике борьба с трением и износоустойчивость — проблемы фундаментального значения. В живых системах, где механическое движение распространено универсально, та же проблема решается при помощи гликопротеиновой смазки. Гликопротеины — биополимеры, включающие белковый и пептидный компоненты, ковалентно связанные с углеродным. Они выстилают в организме все трущиеся поверхности: кости в суставах, кровеносные сосуды, мочеполовые пути и т.д. У рыб они покрывают поверхность тела, а у антарктических рыб определенные гликопротеиды играют роль антифризов, препятствующих замерзанию крови и других биологических жидкостей при отрицательных температурах.
В организм попали болезнетворные микробы. Резко повышается температура, энергично вырабатывается иммунный ответ организма. На что в первую очередь реагирует организм-хозяин? На то, с чем соприкасается прежде всего — на материал, покрывающий внешнюю поверхность клеток-паразитов. У некоторых возбудителей это липополисахариды — высокомолекулярные структуры, включающие липидную и полисахаридную части. У каждого вида — свои липополисахариды и ответ организма на них строго индивидуален и специфичен (так, иммунитет против брюшного тифа не спасает от возвратного).
Кто в наше время не знает о нуклеиновых кислотах? Три структурных элемента обязательно входят в состав их каждого мономерного звена: гетероциклическое основание, фосфат и моносахаридный остаток (рибоза или 2-дезоксирибоза). Таким образом, и это производные углеводов.
В наибольшем количестве углеводы встречаются в продуктах растительного происхождения. Имеются продукты, которые состоят почти из одних углеводов. К ним относятся крахмал, сахар, карамель, мед и др. В таких продуктах, как мука, картофель, плоды (особенно в винограде), углеводы преобладают над другими соединениями.
В питании человека и животных углеводы играют главную роль источника энергии, а у растений они к тому же служат для построения опорных тканей. В пластических и некоторых других процессах организма человека углеводы принимают незначительное участие.

Углеводы составляют основную массу пищи человека. За счет углеводов обеспечивается около половины суточной энергетической потребности пищевого рациона. Углеводы способствуют предохранению белка от трат на энергетические цели. Естественно, что растительная часть пищевых продуктов служит основным источником углеводов для человека, так как животные продукты их содержат мало.
При избыточном потреблении углеводы могут превращаться в жиры и откладываться в небольших количествах в печени и мышцах в виде животного крахмала — гликогена.

Потребность человека в углеводах составляет 400-500 г в сутки (в том числе в крахмале 350-400 г, в сахарах 50-100 г, в других углеводах 25 г), но при тяжелой физической нагрузке она может повыситься в 2-3 раза. Сахара легко и быстро используются организмом человека. Сахароза как основной сахар пищи быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу и всасывается в кровь, а затем в тканях используется в качестве источника энергии и для других целей.

Все углеводы делят на две группы: моносахариды и полисахариды. К моносахаридам относят соединения, имеющие в молекуле не менее трех атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле их называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами. В состав пищевых продуктов чаще всего входят следующие углеводы: из моносахаридов — гептозы ( арабиноза, ксилоза, рибоза), гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза); из полисахаридов — дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза), трисахариды (рафиноза), пентозаны (арабан, ксилан), гексозаны (крахмал, инулин, гликоген, клетчатка), пектиновые вещества (пектин, протопектин).