Weglowodany

1. WŁAŚCIWOŚCI

Węglowodany (sacharydy), zwane cukrami.

W organizmach roślinnych węglowodany powstają w czasie fotosyntezy, przebiegającej w roślinach zielonych przy udziale energii słonecznej. Materiałem wyjściowym do całej reakcji jest woda(dostarczana przez korzenie) i dwutlenek węgla(występujący w powietrzu). Zatem wzór wygląda następująco:

Ludzie i zwierzęta wykorzystują gotowe związki wyprodukowane przez rośliny. U zwierząt mogą powstawać ze związków nie będących cukrowcami, w procesie glukoneogenezy z tłuszczów lub białek.

W organizmach zwierzęcych węglowodany występują pod postacią glukozy lub glikogenu.

Węglowodany różnią się między sobą budową oraz strukturą. Niektóre np. mają słodki smak i rozpuszczają się w wodzie. Inne z kolei nie są ani słodkie ani nie rozpuszczają się w wodzie.

2. BUDOWA I PODZIAŁ

Składają się z węgla, wodoru i tlenu - C_n(H₂ O)_n.

1. węglowodany proste

MONOSACHARYDY

HEKSOZY

Cukry z tej grupy łatwo rozpuszczają się w wodzie i mają słodki smak, są to:

1. Glukoza - (cukier gronowy) bardzo rozpowszechniona w przyrodzie.

W środowisku roślinnym występuje w sokach, owocach, warzywach itp.

W świecie zwierzęcym występuje w wątrobie, krwi, mięśniach.

W większych ilościach w miodzie, owocach i sokach roślinnych

Glukozę możemy otrzymać po hydrolizie cukrów złożonych np. celulozy, skrobi.

Glukoza wchłonięta w jelitach lub wytworzona w wątrobie stanowi ważne źródło energii dla większości tkanek. Inne spożywane przez człowieka heksozy (fruktoza, galaktoza) są przetwarzane w wątrobie na glukozę.

GLUKOZA - składnik niezbędny - cukier fizjologiczny, którego norma wynosi

70-120mg / 100ml

(wątroba)

GLIKOGEN

GLIKOGENOLIZA (uwalniaie) GLUKOGENEZA (powstawanie)

-rozpad glikogenu do glukozy - synteza glukozy w glikogen

GLUKOZA

(pokarm)

glikoliza

proces spalania glukozy

glukoneogeneza

proces tworzenia glukozy

kw. pirogronowy

kw. mlekowy

niektóre

aminokwasy MAGAZYNOWANIE

UWALNIANIE (do glukoneogenezy)

(glikoliza beztlenowa 2 produkty)

Przemiany glukozy w tkankach przebiegają na drodze rozkładu (przemian):

1. beztlenowego - glikoliza beztlenowa :

glukoza ( C₆H₁₂O₆) kw. pirogronowy i dalej na kw. mlekowy + ENERGIA = 57 kcal

80% kw. mlekowego w fazie wypoczynku powtórnie jest przekształcane w glukozę, a 20% spalane jest do CO₂ i H₂O. Umożliwia nam to dobór odpowiednich rodzajów wysiłku i obciążeń.

Im więcej węglowodanów tym więcej należy podawać tiaminy (wit.B₁) - możliwe prawidłowe spalanie kw. pirogronowego, nie do końca go spala, ok. 5-10mg/dobę

2. tlenowego - glikoliza tlenowa:

glukoza + O₂ kw. pirogronowy, który rozpada się na 6 CO₂ i 6 H₂O+ ENERGIA = 677kcal

Glikoliza bez udziału tlenu dostarcza ok.10% mniej ilości energii uwalnianej w procesie całkowitej degradacji glukozy do CO₂ i H₂O.

Dużą ilość E uzyskuje się z cyklu alonino-glukozowego.

WPŁYW SPOŻYCIA CUKRÓW PROSTYCH I ZŁOŻONYCH NA POZIOM GLUKOZY WE KRWI:

mg/100ml

cukry proste HIPERGLIKEMIA

120

cukry złożone

70

HIPOGLIKEMIA

HIPERGLIKEMIA - za duży poziom glukozy we krwi (ponad normę = 120mg/100ml)

HIPOGLIKEMIA - za mały poziom glukozy we krwi (poniżej normy = 70mg/100ml)

Ma to miejsce np. przy głodzeniu, długotrwałej pracy fizycznej.

Stan powoduje zwiększoną syntezę glukozy w wyniku glikolizy, lub gdy zapasy węglowodanów są wyczerpane, w wyniku glukoneogenezy (syntezy ze związków niecukrowych).

Tempo glukoneogenezy wynosi 130g/dobę.

Oba te przypadki obniżają wydolnść fizyczną.

!!! Po podaniu doustnym większej ilości glukozy (np. czekoladka cała) szybko dochodzi do dużego wzrostu jej zawartości we krwi (hiperglikemia) ze szczytem w 40 min., a następnie nagłego obniżenia jej poziomu nawet poniżej wartości wyjściowych (hipoglikemia), ze wszystkimi złymi następstwami: utratą sił, zawrotami głowy, nadmiernym poceniem się i ogólnym osłabieniem.

W regulacji zawartości glukozy we krwi zasadniczą rolę pełnią gruczoły wydzielania wewnętrznego (hormony) oraz ukł. nerwowy:

1. INSULINA :

• wydzielana przez kom.B wysepek trzustki

• obniża zawartość glukozy we krwi

• hamuje procesy glikogenolizy i przyczynia się do odkładania glikogenu w wątrobie i mięśniach

• hamuje procesy glukogenezy w wątrobie

2. GLUKAGON :

• wydzielany przez kom. A wysepek trzustki

• dziala antagonistycznie do insuliny

• podnosi zawartość glukozy we krwi poprzez mobilizację rezerw glikogenu

3. ADRENALINA :

• działa podobnie jak GLUKAGON

4. Hormony tarczycy (TYROKSYNA, TRÓJJODOTYRONINA):

• przyśpieszają spalanie glukozy w tkankach (spadek glukozy)

• utrudniają odkładanie glikogenu w wątrobie i mm

5. Hormony kory nadnerczy z gr. GLIKOKORYKOIDÓW - KORTYZOL:

• podobnie jak GLUKAGON wzmaga procesy glukoneogenezy

2. Fruktoza - (cukier owocowy) występuje wyłącznie w świecie roślinnym. Występuje w owocach, miodzie.

Jest słodszy niż glukoza i łatwo rozpuszcza się w wodzie.

3. Galaktoza - nie występuje w postaci wolnej, a tylko w połączeniu z tłuszczami

i białkami

4. Mannoza - występuje w przyrodzie przeważnie w postaci związanej, natomiast w stanie wolnym - w pewnych ilościach w skórce pomarańczowej oraz w drożdżach.

OLIGOSACHARYDY

DISACHARYDY (dwucukry)

Grupa tych węglowodanów jest łatwo przyswajalna przez ludzki organizm są to:

1. Sacharoza - (cukier trzcinowy lub buraczany) zwana potocznie cukrem jest zbudowana z cząsteczek glukozy i fruktozy. Występuje również w niewielkich ilościach w warzywach i owocach.

2. Laktoza - (cukier mleczny) zbudowana z cząsteczek galaktozy i glukozy.

Występuje ona w organizmach ludzkich i zwierzęcych. Największe ilości znajdują się w mleku matki(70%) oraz krowim(4%).

Laktoza pod wpływem bakterii utlenia się do kwasu mlekowego, który z kolei powoduje zsiadanie się mleka.

3. Maltoza - (cukier słodowy) jest cukrem zbudowanym z dwóch cząsteczek glukozy.

Występuje w dużych ilościach w słodzie(produkt otrzymywany przy wyrobie piwa) w wyniku rozkładu (hydrolizy) enzymatycznego skrobi.

Stosuje się go do produkcji odżywek dla dzieci.

1. węglowodany złożone

Polisacharydy powstają z połączenia większej ilości cząsteczek cukrów prostych.

W przeciwieństwie do mono i disacharydów nie rozpuszczają się w wodzie ani nie są słodkie.

Pod względem przyswajalności wyróżniamy dwie grupy:

1. Przyswajalne - skrobia i glikogen oraz wszystkie mono- i disacharydy

2. Nieprzyswajalne - błonnik (włókno pokarmowe) i celuloza

POLISACHARYDY

GRUPA SKROBI

1. Skrobia - występuje w świecie roślinnym (bulwy i nasiona) jako materiał zapasowy.

Największa zawartość jest w kukurydzy(80%) i ziemniakach(20%).

80% trawionych węglowodanów stanowi skrobia, stąd najważniejsze będą enzymy rozkładające wiązania glikozydowe.

Skrobia w postaci wolnej jest ciężko strawna dlatego poddaje się ją przed spożyciem obróbce termicznej(gotowanie, pieczenie, smażenie), która powoduje rozkład skrobi na cukry prostsze.

Oto schemat rozpadu skrobi na cukry proste:

Skrobia Dekstryny Maltoza Glukoza (X2)

A TAKŻE umożliwia skleikowanie ziaren skrobiowych. Ogrzewanie skrobi w niedostatecznej ilości wody powoduje, że traci ona zdolność kleikowania i nie poddaje się działaniu enzymów trawiennych.

Jest to tzw. skrobia oporna, która wchodzi w skład błonnika pokarmowego.

2. Glikogen - (polisacharyd zwierzęcy) występuje głownie w mięśniach i wątrobie, stanowiąc zapasowy materiał energetyczny.

W ludzkim organizmie występuje około 350 g co wystarcza na 12-13 h.

3. Inulina - występuje w niektórych roślinach (np. cykoria) stanowiąc głownie materiał zapasowy.

POLISACHARYDY

GRUPA CELULOZY I BŁONNIKA

BŁONNIK - zw. włóknem pokarmowym nie jest przyswajalny oraz nie jest źródłem energii (nie powoduje otyłości) a zarazem nie jest składnikiem odżywczym.

Oporny na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka.

Włókno pokarmowe to złożone węglowodany, które pochodzą ze ścian komórkowych komórek roślinnych (celuloza, hemicelulozy i pektyny).

Błonnik nie jest jednorodny pod względem budowy i dlatego wyróżniamy następujące typy, dzięki który ma wiele funkcji:

• celuloza - jest polisacharydem rozpowszechnionym w przyrodzie. Nie podlega ona trawieniu w przewodzie pokarmowym człowieka dlatego określa się ją mianem składnika balastowego- „wypełniacz”

• ligniny - w ustroju człowieka ulegają częściowo trawieniu

• hemicelulozy - nie są hydrolizowane przez enzymy przewodu pokarmowego,

lecz mogą być rozkładane przez florę jelitową jelita grubego.

• pektyny - wykazującymi zdolność wiązani wody, pęcznienia i żelowania

• kw. fitynowe, sterole

Udział poszczególnych frakcji błonnika jest różny. Przykładowo w produktach zbożowych przeważa hemiceluloza, w roślinach strączkowych ligniny, a w owocach pektyny.

Najbardziej wyrównanym udziałem charakteryzuje się błonnik marchwi.

Skrobia amylazooporna (RS) wchodzi również w skład włókna pokarmowego.

Włókna pokarmowe jedynie w niewielkim stopniu są przekształcane w przewodzie pokarmowym w

kwasy tłuszczowe, dostępne dla organizmu.

Biorąc pod uwagę jego duże znaczenie zdrowotne zaleca się spożywanie go w dużych ilościach.tj:

20 - 40 g/dobę, lepiej 30 - 40 g/dobę, nie należy jednak przekraczać 40 g/dobę (wyjątek stanowią wegetarianie).

ROLA BŁONNIKA

„+” „ - ”

* zapobiega chorobą tj.: * f-cje hydrofilne- wiąże H₂O

• miażdżycy - przyspieszają wydalanie z ustroju zwiększając masę pokarmu

związków sterolowych, pochodnych cholesterolu i szybsze przesuwanie się treści

i obniża w ten sposób zawartość cholesterolu we krwi pokarmowej, co powoduje

zmniejszenie wchłaniania

• nowotworom

- tworzą korzystne podłoże do rozwoju pożądanej * ogranicza wchłanianie

flory bakteryjnej jelit (obniża się pH treści jelitowej Fe, Cu, Zn, Ca

i zmniejsza się zawartość amoniaku oraz wzrasta ilość wchłanianego

z jelita kwasu masłowego, co ogranicz ryzyko występowania * utrudnia wchłanianie

nowotworów jelita grubego i raka sutka u kobiet (karcynogenny)). a zarazem ubogi w wit.

- posiada grupy antyoksydantów : wit. C, E, A i D (rozpuszczalne w tłuszczach)

β- karoten, które rekompensują niedobór wit. A

• zaparć, otyłości * podczas kuracji lekami,

- zapobiegają nadmiernemu odwodnieniu mas kałowych utrudnia ich działanie-

(zwiększa się objętość stolca i skraca czas pasażu jelitowego) wchłanianie

- pobudzają ukrwienie i aktywność motoryczną jelit

(ruchy perystaltyczne)

• wrzodów żołądka i dwunastnicy - buforują i wiążą

nadmiar kwasu solnego soku żołądkowego

(zobojętnia kwas)

• cukrzycy - utrudnia wchłanianie węglowodanów

(nie zwiększa glukozy we krwi)

• kamienicy wątrobowej

• pojawianiu się guzów krwawiennych i polipów j.grubego

• uchyłkowatości jelit (trudność wchłaniania składników)

• zapalenia wyrostka robaczkowego

Źródło

pieczywo nasiona rośl. strączkowych: warzywa: owoce:

kasze(gruby przemiał) fasola biała marchew porzeczki czerw.

otręby przenne groszek konserwowy kapusta maliny

gruszki

jabłka

suszone owoce

3. TRAWIENIE

Odbywa się w jamie ustnej, dwunastnicy, jelicie cieńkim.

Amylaza - środowsko oboętne lub zasadowe, a w żołądku jest kwaśne, dlatego węglowdany tam się nie trawią !!!

GLIKOGEN, amylaza

DEKSTRYNY + MALTOZA ( 2 czast. glukozy)

SKROBIA ślinowa

amylaza

DEKSRYNY + MALTOZA

trzustkowa

amylaza

DEKSRYNY + MALTOZA

jelitowa

GLUKOZA

4. ROLA WĘGLOWODANÓW

• najbardziej ekonomiczne, przyswajalne i dostępne źródło energetyczne:

1g = 4 kcal

55 - 65% zapotrzebowania dziennego, w tym10% węglowodany rafinowane - przetworzone tzw. puste kalorie

• materiał zapasowy - ogólna zawartość węglowodanów u człowieka jest bardzo mała (we krwi 20g, glikogen w wątrobie - 110g i mięśniach- 250g; ogółem 350 - 450 g) co stanowi w przybliżeniu ok. 1600 do 1800 kcal) Taki zapas wystarcza jedynie na kilka godzin intensywnej pracy lub 12 - 13 godzin lekkiej. U sportowców zapasy te są większe (600g).

• prawidłowe funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego (kom. mózgowe ok. 70-80g/dobę), kom. szpiku i krwinek czerwonych (erytrocyty ok.30-40g/dobę), które nie mogą korzystać z innych źródeł energii.

• czynniki oszczędzające białka ustojowe, węglowodany są źródłem syntezy własnego białka ustrojowego.

• wpływają na przebieg procesów przemiany tłuszczów w ustroju : „tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów” - reakcje węglowodanów umożliwiają spalanie tłuszczy do końca (cykl Krebsa, cytrynianowy)

• właściwa ich podaż sprzyja przyswajaniu Ca

5. NADMIAR

Jest szczególnie groźny przy nadmiernym spożywaniu przez dłuższy czas produktów zawierających większe ilości sacharozy - węglowodanów rafinowanych (cukier) prowadzi to:

1. do metabolizowania cukrowców w kierunku powstawania triglicerydów i odkładanie się ich w tkance tłuszczowej (otyłość)

2. zwiększone ryzyko wystąpienia próchnicy (gdy nie umyjemy zębów po spożyciu tych cukrów)

6. NIEDOBÓR - przy poważnym ograniczeniu spożycia węglowodanów rozpoczyna się przyspieszony rozpad białek (zarówno tkankowych jak i dostarczanych z pożywieniem), utratę kationów (głównie Na) i odwodnienie (utrata H₂O).

Minimum podażu zapobiegającego niedoborom jest 100g.

7. 
   ŹRÓDŁO

cukier produkty zbożowe: mąka, kasze,ryż owoce : czereśnie, wiśnie, morele

miód nasiona rośl. strączkowych warzywa: ziemniaki, buraki, sałata

suszone

owoce

Najkorzystniejsze w żywieniu człowieka są cukry złożone, głównie skrobia, która spożywana nawet w większych ilościach nie powoduje nagłego wzrostu stężenia glukozy i triglicerydów we krwi co ma miejsce przy spożyciu większej ilości cukru spożywczego lub roztworu glukozy.

---