Что помогает усваивать углеводы
Как добиться максимального усвоения пищи, чтобы не есть зря
Хорошо прожёвывайте пищу
Полноценно переваривается только хорошо измельчённая пища. Большие куски еды нарушают моторику желудочно-кишечного тракта и приводят к неприятным последствиям, например, к ощущению тяжести в желудке.
Жевать долго и тщательно нужно ещё и потому, что переваривание пищи начинается уже во рту. Прежде всего это относится к углеводам, которые расщепляются под действием содержащегося в слюне фермента амилазы.
А ещё в слюне вырабатывается муцин — вещество, помогающее еде мягко соскользнуть по пищеводу в желудок. Чтобы муцина выработалось достаточно, нужно сделать не меньше 20 движений челюстями.
К тому же ещё на уровне ротовой полости организм начинает распознавать состав пищи и готовить соответствующие ферменты в необходимом количестве во всех отделах системы пищеварения!
Чем дольше еда находится во рту, тем ниже риск отравиться. Дело в том, что в слюне содержится лизоцим — вещество с бактерицидным эффектом.
Смешивать близкие по скорости переваривания продукты.
Продукты отличаются друг от друга временем, которое требуется на их усваивание. Яблоко организм переваривает 30-45 минут, а твёрдый сыр — 4-6 часов.
Поэтому старайтесь смешивать продукты перед приёмом пищи из одной группы.
Первая группа: до 45 минут (преимущественно, углеводы).
Вторая группа: до 2 часов (преимущественно, белковые продукты с небольшим количеством жира).
Третья группа: 2-3 часа (преимущественно, продукты, содержащие сложные углеводы и крахмал).
Четвертая группа: 3-4 часа и более.
- Большая их часть часто не успевает до конца перевариться и в таком виде выводится из организма.
Смешивание продуктов из одной группы (овощной салат, яблоки с грушами, морковно-свекольный сок) лишь слегка растянет время пребывания еды в желудке за счёт сложности подбора ферментов для обработки, но такой вариант микса приемлем.
А вот смешивать продукты из разных групп не рекомендуем.
Например, вы съели орешки с фруктами. Скорость усвоения блюда сразу увеличивается из-за трудностей с подбором ферментов. Более того, часть фруктов будет находиться в желудке все 2-3 часа вместе с орехами, потому что организм попросту не сможет послать их в кишечник. Часть, конечно, будет «проваливаться» дальше, но обязательно захватывая с собой ещё не обработанные орехи. А в кишечнике для них не много вариантов утилизации: сгнить либо сбродить.
Не запивайте
Когда мы пьём воду на пустой желудок, желудок рефлекторно проталкивает её дальше в кишечник. А если в желудке в это время пища — с водой проскальзывает и необработанная пища. Ещё вода разбавляет желудочный сок, и расщепление продуктов опять замедляется.
Сыроеды этот промежуток могут смело сокращать, ведь скорость обработки их пищи значительно меньше.
Выбирайте щадящую обработку пищи
Варка и жарка уничтожают ферменты, которые содержатся в сырой пище, а также разрушают её изначальные структуры. Такие блюда обычно усваиваются в 1,5 раза дольше и хуже. Готовьте на пару или запекайте – писали об этом тут.
Учитывайте время трапезы
Наиболее активно организм работает в обед – в это время можно употреблять продукты с максимальным периодом переваривания. В период завтрака и ужина еда переваривается не так быстро, поэтому на завтрак и ужин нужно съедать продукты одного времени переваривания и с максимальной скоростью усвоения.
Убедитесь, что вам хватает ферментов
Мы уже упоминали, что ферменты есть в самой пище, в основном, в растительной и только в сырой. Поэтому употребляйте как можно больше свежих овощей.
Ферменты поджелудочной железы – это АМИНОКИСЛОТЫ + витамин или минерал. Поэтому полноценное белковое (аминокислотное) питание и наличие минералов и витаминов в рационе обеспечат вас потенциалом для формирования необходимых ферментов.
Если вы по симптомам (дискомфорт, тяжесть, вздутие, неприятный стойкий запах, жирный стул и т.п.) или анализам понимаете, что ферментов не хватает — воспользуйтесь ферментным комплексом!
Нормализуйте отток желчи
Нормализация оттока желчи и достаточное её количество позволит переваривать и усваивать жиры.
Для этого необходимо:
Если стул плохо смывается с керамики унитаза, то у вас плохо перевариваются и усваиваются жиры. Скорее всего, из-за недостаточной обработки желчью.
Восстановите микрофлору кишечника
Окончательную функцию переваривания и усвоения берёт на себя микрофлора.
- В 4 раза вырастает количество усвоенных минералов при правильном балансе микрофлоры кишечника!
Если у вас частые запоры, расстройства кишечника, вздутие на кожуру фруктов, принимайте комплекс пробиотиков!
- Минимум, который вы можете делать ежедневно — потреблять кисломолочные продукты!
Микрофлора также способствует восстановлению слизистой поверхности кишечника, регенерации ворсинок, через которые в итоге и проходит адсорбция веществ!
Устраните хронические запоры!
Когда каловые массы скапливаются в тонком или в толстом кишечнике, то количества усвоенной пиши будет минимально.
Базовые способы решения:
Мы даём вам общие ориентиры, знания и объективные рекомендации для лучшего переваривания и усвоения пищи. Но помните, что если вас что-либо долгое время смущает в системе работы ЖКТ, не медлите и обращайтесь к специалистам!
Поделись с друзьями:
С 2007 года нутрициолог, президент Ассоциации нутрициологов РМ, сертифицированный коуч Международного Эриксоновского Университета, соорганизатор и куратор проекта «Школа правильного питания» в РМ, сооснователь международной школы нутрициологии Nutrition Expert, автор интенсивов по нутрициологии для инструкторов и косметологов.
Популярные статьи
Так сколько всё-таки воды нужно пить в день (нет, не 2 литра)
Простейшая формула от нутрициолога Екатерины Дидык. Не ведитесь больше на 8 стаканов.
12 советов: Как убрать пивной живот, даже тем, кто не пьёт пиво
Совета «перестать пить пиво» нет, потому что оно тут не при чём.
10 продуктов, в которых сахара точно больше, чем вы думаете
Нутрициолог Екатерина Дидык проделала для вас большую работу. Не просто составила список, а наглядно показала все на продуктах, которые продаются у нас в Кишиневе.
Обзор: 11 ведущих фитнес-клубов Кишинева
В Кишиневе огромное количество спортклубов: от подвальных качалок до элитных фитнес-центров, и выбрать не так просто.
5 причин, по которым белок у вас может не усваиваться
Недостаточно съедать ежедневно свою норму потребления белка. Важно также создать условия для его усвоения.
Горькая правда: Какой чёрный шоколад в Кишинёве самый полезный и вкусный
Мы любим чёрный шоколад. Прямо вот очень любим.
Другие статьи на эту тему
Что делать с тофу (боулы, стир-фраи, веганские омлеты и другие идеи)
Очень много лайфхаков и классных рецептов в одной статье.
Как добиться максимального усвоения пищи, чтобы не есть зря
Даже если ваш рацион идеален, существует вероятность, что организм всё равно недополучает питательные вещества. Нутрициолог с 8-летним стажем Екатерина Дидык учит делать так, чтобы дополучал.
5 ситуаций, когда лучше снизить потребление мяса (либо отказаться вовсе)
Их всего 5. Разве что последняя ситуация повторяется каждую пятницу.
7 сахарозаменителей: от худшего к лучшему
Диетолог Екатерина Дидык нашла идеальный. До сих пор не верится, что у продукта могут быть такие свойства.
5 правил разгрузочного дня: как безвозвратно вывести последствия застолий
Нутрициолог Екатерина Дидык рассказывает, как избавиться от оливье в крови. Всё о подготовке, самой разгрузке и выходе из неё, чтобы комфортно и безопасно.
Готовое меню с рецептами на целый день №5 (зелёное, на 1330 ккал)
Сами глазам не поверили, но перепроверили всё на калькуляторе. Очень много еды и всего 1330 ккал!…
7 причин не отказываться от сахара, даже когда море совсем близко
Так много говорили о вреде сахара, что чуть не забыли сказать, что полностью отказываться от него нельзя. Сколько всё-таки можно и что будет, если его недоесть, объясняет нутрициолог Екатерина Дидык.
Экспертное мнение: 5 ошибок, мешающих вам похудеть
Лишь спортом, ничего не меняя в питании, организовать дефицит калорий будет проблематично.
7 правил идеального шашлыка без канцерогенов
Умеренное потребление практически любого шашлыка, пусть даже не приготовленного по нашим рекомендациям…
Как выбрать аминокислоты, когда фитнес больше, чем просто хобби
Жидкие и порошковые, комплексные и отдельные, дорогие и дешевые, вишневые и банановые. После прочтения статьи точно выберете идеальные для себя.
5 псевдополезных привычек, от которых (срочно!) пора избавляться
Только не говорите, что верите в целебные свойства соды!…
Фитонциды: природные антибиотики, которые содержатся в растениях
Некоторые учёные возлагают на них большие надежды.
Быстрые углеводы
Многие люди, стремящиеся избавиться от лишних килограммов, бросаются из крайности в крайность, примеряя на себя все возможные новомодные диеты. Во многих из них строго-настрого запрещают употреблять в пищу быстрые углеводы, аргументируя тем, что они непременно отложатся на боках или в других проблемных зонах. Так ли на самом деле? Что думают специалисты? А также другие вопросы на эту тему рассмотрим подробнее в данной статье.
Что такое простые (быстрые) углеводы? Таблица и список продуктов
Под «быстрыми» понимают простые углеводы, легко перерабатываемые организмом. Им необходимо всего несколько минут, чтобы разложиться до простых молекул, попасть в кровь, снабдить организм зарядом сил, энергии. Скорость протекания таких процессов определяется гликемическим индексом: чем он выше, тем меньше времени организм тратит на переработку.
Найти значение гликемического индекса можно в соответствующих таблицах, на основании которых также может быть составлен рацион на день для похудения или поддержания текущего веса. Но прежде, чем переходить к разбору конкретных продуктов, важно разобрать вопросы о том, что такое гликемический индекс, какое воздействие оказывают быстрые углеводы и стоит ли в принципе добавлять их к рациону.
Быстрые и медленные углеводы – в чём разница?
Углеводы – сложные химические соединения, важные составляющие клеток. По структуре и строению они делятся на две большие группы:
При составлении рациона рекомендуется делать акцент на медленные углеводы. Они обеспечивают длительное чувство насыщения, хорошее самочувствие, заряд бодрости, энергии. Но не стоит отказываться от быстрых углеводов совсем, поскольку это может привести к срывам. Диетологи допускают добавление к рациону любимых, но «вредных» продуктов при условии, что 85-90% будет приходиться на полезную пищу.
Гликемический индекс
Под гликемическим индексом (ГИ) понимают скорость усвоения организмом человека углеводов, поступающих из продуктов питания. Данное определение пришло из медицины ещё в конце прошло века. Оно было введено диетологом из Канадского университета Дэвидом Дж. А. Дженкинсом. Он пытался понять, какое питание наиболее подходит людям, больным сахарным диабетом. С этой целью он разработал собственную классификацию продуктов, ориентируясь на то, как изменяется уровень глюкозы крови после их употребления. Результаты проделанной работы были изложены в статье «Гликемический индекс продуктов питания: физиологический базис углеводного обмена».
В своей работе доктор Дэвид Дженкинс объяснил, как связано количество углеводов в еде и самочувствие человека. Нормальный уровень глюкозы крови способствует увеличению энергии: человек чувствует себя бодрым, повышается работоспособность и концентрация внимания. Резкий скачок сахара, как и его снижение — может стать причиной упадка сил.
Получается, что организму человека необходимо постоянно поддерживать уровень инсулина в крови – это залог хорошего самочувствия, заряда сил, энергии. Кроме того, необходимо избегать резких скачков сахара. В связи с этим и была разработана 100-балльная шкала гликемического индекса, согласно которой все продукты условно делятся на три категории:
При составлении рациона желательно отдавать предпочтение в большей степени продуктам с низким гликемическим индексом. Они обеспечивают длительное чувство насыщения, хорошее самочувствие.
Как понять без таблиц, что продукт относится к категории с низким гликемическим индексом? Существует три правила:
Но не стоит бояться быстрых углеводов с высоким ГИ, полностью исключать их из рациона. Они также могут принести определённую пользу, главное – умеренность и строгий контроль порций.
Как стабильно снижать вес на 1-2 кг. в неделю,
перепрограммируя свои привычки?
Роспотребнадзор (стенд)
Роспотребнадзор (стенд)
Углеводы в рационе. Кому, зачем и сколько?
Углеводы в рационе. Кому, зачем и сколько?
Углеводы снабжают организм энергией.
10 декабря в мировой истории – день вручения Нобелевских премий. Многие лауреаты получали престижную награду за исследования, внесшие весомый вклад в развитие нутрициологии и пищевой промышленности. Например, в 1937 году одна из премий досталась ученому Уолтеру Норману Хоуорсу за исследования углеводов. Поэтому сегодня мы решили поговорить об этом макроэлементе.
Углеводы – ключевой источник энергии в человеческом теле, всего на 1 их грамм приходится 4 калории энергии. При расщеплении углеводов в организме образуется глюкоза, она чрезвычайно важна для сохранения тканевого белка, жирового обмена и питания центральной нервной системы.
Главное, для чего нужны углеводы в организме человека — это снабжение тела энергией для поддержания всех его функций и полноценной жизнедеятельности.
Различают следующие виды углеводов — простые и сложные. Простые дают нам быструю, но недолговечную энергию, и легко влияют на формирование лишних жировых отложений – поэтому злоупотреблять ими точно не стоит. К таким углеводам относятся, например, сахар и выпечка из рафинированной муки. А вот сложные углеводы расщепляются в крови постепенно, давая длительное и равномерное чувство сытости. Это крупы, овощи, клетчатка.
Нормы потребления углеводов – 50-55% от общей калорийности суточного рациона. Чем активнее и подвижнее образ жизни, тем важнее получать углеводы в необходимом количестве. При недостаточном их поступлении организм начинает использовать для восполнения энергии жиры и белок, а это может спровоцировать сбои в обмене веществ. Кроме того, симптомами нехватки углеводов могут быть слабость и головокружение, головная боль и тошнота, сонливость, сильное чувство голода.
Источники углеводов
Главными источниками углеводов из пищи являются хлеб, картофель, овощи, фрукты, макароны, крупы, сладости. Источниками простых углеводов являются сахар и мед.
Предлагаем вашему вниманию подробную инфографику об углеводах.
Что помогает усваивать углеводы
Все биологические процессы, происходящие в окружающем мире, по своей сути являются химическими реакциями. Первую химическую реакцию человек осуществил, когда разжег костер – это реакция горения. Первое антибактериальное применение продуктов брожения и величайшее открытие в области медицины совершил Нострадамус. Большинство из нас знает его как предсказателя, но его основная заслуга состоит в том, что он нашел способ борьбы с чумой с помощью уксусной кислоты. История свидетельствует, чума лишила Нострадамуса и первой семьи, и друзей. С тех пор он искал средство борьбы от страшной болезни. Найдя чудо-лекарство, исследователь переезжал из города в город, где появлялась чума, спасая множество жизней [1].
Первым биохимиком была клетка, которая научилась энергетическому обмену: научилась поглощать свет и выделять энергию, необходимую для жизнеобеспечения. Таким образом, первый биохимик – это и есть сама жизнь. Все процессы, которые протекают в клетках живого организма, – это биохимические реакции.
Название «углеводы» появилось из-за того, что многие представители данного класса имеют общую формулу: Сn(Н2О)m, где n и m >= 4. Известно множество углеводов, не соответствующих этой формуле, но несмотря на это термин «углеводы» употребляется и по сей день. Другое общепринятое название этого класса соединений – сахара.
Все углеводы можно разделить на четыре больших класса.
Моносахариды – это гетерофункциональные соединения, содержащие оксогруппу и несколько гидроксильных групп. Они не могут быть гидролизованы до более простых форм углеводов и являются структурной единицей любых углеводов, например, глюкоза, фруктоза, рибулоза, рамноза. Содержатся в различных продуктах: фрукты, мёд, некоторые виды вина, шоколад.
Олигосахариды – это соединения, построенные из нескольких остатков моносахаридов, связанных между собой гликозидной связью. Они делятся по числу моносахаридов в молекуле на дисахариды, трисахариды и т.д. К биологически активным производным олигосахаридов относятся некоторые антибиотики, сердечные гликозиды.
Дисахариды – это углеводы, которые при гидролизе дают две одинаковые или различные молекулы моносахарида и связаны между собой гликозидной связью, например, лактоза, сахароза, мальтоза. При гидролизе из дисахаридов образуется глюкоза.
Полисахариды – имеют общий принцип строения с олигосахаридами, за исключением моносахаридных остатков – полисахариды могут содержать их сотни и даже тысячи. Примеры: крахмал, гликоген, хитин, целлюлоза [2].
Для лучшего понимания реакций расщепления углеводов в организме, рассмотрим более подробно глюкозу, участвующую в этих процессах.
Глюкоза является одним из самых распространенных углеводов в природе, моносахарид, или гексоза С6Н12О6. Второе её название – виноградный сахар. Это растворимое в воде вещество белого цвета, сладкое на вкус. В молекуле глюкозы имеется четыре неравноценных асимметрических атома углерода (рис. 1):
Рис. 1. Строение молекулы глюкозы
Для такого соединения возможно 24 = 16 стереоизомеров, которые образуют 8 пар зеркальных оптических антиподов. Каждое из восьми соединений представляет собой диастереомер (диа – двойной) с присущими только ему физическими свойствами (растворимость, температура плавления и т.д.).
Глюкоза содержится в растительных и живых организмах. Велико ее содержание в виноградном соке, в меде, фруктах и ягодах, в семенах, листьях крапивы. Глюкоза повышает работоспособность мозга, благотворно влияет на нервную систему человека. Именно поэтому в стрессовых ситуациях люди иногда хотят чего-нибудь сладкого. Помимо этого, глюкоза применяется в медицине для приготовления лечебных препаратов, консервирования крови, внутривенного вливания и т.д. Она широко применяется в кондитерском производстве, производстве зеркал и игрушек (серебрение). Ее используют при окраске тканей и кож.
Биохимические реакции расщепления углеводов в организме человека
Для поддержания жизнедеятельности организма используется энергия, скрытая в химических связях продуктов питания. Во многих продуктах питания содержится значительное количество углеводов в виде полисахаридов (сахар, крахмал, клетчатка) и моноз (глюкоза, фруктоза, лактоза и др.). К примеру, в картофеле содержание крахмала составляет до 16 %, в рисе – 78 %, а в белом хлебе – 51 %.
Уже во рту человека начинается процесс расщепления углеводов. Происходит гидролиз крахмала под действием биологического катализатора – фермента амилазы, который содержится в пище. Под действием амилазы молекула крахмала расщепляется на довольно короткие цепочки, которые состоят из глюкозных звеньев. После этого углеводы попадают в желудок. Далее под действием желудочного сока заканчивается кислотный гидролиз крахмала. Крахмал распадается до отдельных глюкозных звеньев. Глюкоза попадает в кишечник и через стенки кишок поступает в кровь, разносящую её по всему человеческому организму.
Содержание глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне при помощи гормона инсулина, который выделяется поджелудочной железой. Инсулин полимеризует избыточную глюкозу в животный крахмал – гликоген, который откладывается в печени. Часть гликогена в печени может гидролизоваться в глюкозу, далее поступающую обратно в кровь. Это происходит при понижении содержания глюкозы в крови. Если поджелудочная железа не может вырабатывать инсулин, содержание глюкозы в крови повышается, что приводит к диабету. Именно поэтому людям, болеющим сахарным диабетом, необходимо регулярно вводить в кровь инсулин.
Молекула глюкозы, попадая в клетку организма, окисляется, «сгорает» с образованием воды и диоксида углерода. При этом выделяется энергия, необходимая организму для движения, согревания, осуществления различных физических нагрузок и т.д. Но биологическое окисление глюкозы похоже на обычное горение лишь по своим конечным результатам. Биологическое окисление – процесс медленный, многоступенчатый. Только малая часть высвобождаемой при окислении энергии превращается на каждой стадии данного процесса в тепло. Значительная доля энергии, заключенной в химических связях глюкозы, расходуется на образование других веществ, из которых важнейшее в биоэнергетике – аденозинтрифосфорная кислота C10H16N5O13P3 (АТФ). Это соединение состоит из трех частей – гетероцикла аденина, рибозы (сахара) и трех остатков фосфорной кислоты, образующей с рибозой сложный эфир (рис.2).
Рис. 2. Структура аденозинтрифосфорной кислоты
АТФ в клетках – универсальная энергетическая валюта. Множество ферментов умеют вести химические реакции, осуществляющиеся с затратой энергии, за счет гидролитического отщепления одного или двух остатков фосфорной кислоты от молекулы АТФ (этот процесс сопровождается выделением энергии), или наоборот, умеют использовать энергию, которая высвобождается в реакциях с выделением энергии для того, чтобы АТФ образовалась. Расщепляя АТФ, клетка использует высвобождаемую энергию на биосинтез различных соединений, а окисляя углеводы – синтезирует АТФ.
Первая стадия «сгорания» глюкозы в клетке – взаимодействие глюкозы с АТФ (рис. 3). При этом АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфат C10H15N5O10P2), а глюкоза – в 6-фосфат. Этот процесс фосфорилирования происходит под действием фермента гексокиназы за счет перенос остатка фосфорной кислоты (H3PO4) от фосфорилирующего агента – донора к субстрату:
Рис. 3. Взаимодействие глюкозы с АТФ
Следующий этап окисления – «рокировка» глюкозофосфата во фруктозофосфат, который происходит под действием фермента изомеразы (рис.4). Рокировка типа глюкоза–фруктоза делает доступным для фосфорилирования еще один гидроксил сахара (т.к. взаимодействовать с АТФ могут только краевые гидроксилы):
Рис. 4. Взаимодействие глюкозо-6-фосфата и фермента изомеразы
После второго фосфорилирования уже под действием другого фермента – фосфорфруктокиназы – получается в итоге фруктозо-1,6-дифосфат (C6H14O12P2 ) (рис.5):
Рис. 5. Взаимодействие фруктозо-6-фосфата и 6-фосфоруктокиназы
Фруктозо-1,6-дифосфат распадается на две части. Получается дигидроксиацетонфосфат ( C3H7O6P ) и глицеральдегид-3-фосфат ( C3H7O6P) (рис. 6).
Рис. 6. Распад Фруктозо-1,6-дифосфата
Клетке нужен только второй продукт, и она с помощью фермента изомеразы превращает первый фосфат во второй (чтобы не было отходов производства) (рис. 7).
Рис. 7. Превращение диоксиацетон-фосфата в глицеральдегид-3-фосфат
На данной стадии в реакцию вступают два соединения: глутатион – соединение, несущее меркаптогруппу SН и никотинамидаденинуклеотид (НАД). НАД легко присоединяет водород: НАД-Н2.
Далее развивается процесс, мало изученный в деталях, но описать его можно пока следующим образом. Под действием НАД и его восстановленной формы, фермента дегидрогеназы и фосфорной кислоты, глицеральдегид-3-фосфат превращается в смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновой и фосфорной кислот (рис. 8).
Рис. 8. Превращение глицеральдегид-3-фосфата в смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновой и фосфорной кислот
Всё это время энергия только поглощалась, так как АТФ переходил в АДФ. Теперь в реакции будет вступать АДФ, а в продуктах появится АТФ, и энергия будет выделяться. Так, под действием АДФ и фермента фосфоглицераткиназы образуется 3-фосфоглицериновая кислота (рис. 9).
Рис. 9. Образование 3-фосфоглицерата
В ней фермент фосфоглицеромутаза вызывает «рокировку» фосфатной группы в положение 2 (рис. 10).
Рис. 10. Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат
На полученный продукт воздействует фермент енолаза и АДФ – получается пировиноградная кислота (рис. 11, 12).
Рис. 11. Дегидратация 2-фосфоглицерата
Рис. 12. Перенос фосфорильной группы с фосфоенолпирувата на АДФ. Образование пирувата
Процесс превращения глюкозы в пировиноградную кислоту в клетке называется гликолизом [3]. В результате гликолиза клетка получает из одной молекулы глюкозы восемь молекул АТФ и две молекулы пировиноградной кислоты. Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту является первой стадией, общей для нескольких процессов. То же самое происходит под действием дрожжей на раствор сахара. Но реакция не закачивается получением пировиноградной кислоты. От этой кислоты отщепляется (под действием фермента декарбоксилазы) молекула диоксида углерода и образуется уксусный альдегид, который, в свою очередь, атакуется ферментом дегидрогеназой и НАД-Н2. В результате при отсутствии кислорода получается этиловый спирт.
На самом деле уравнение этого сложного процесса выглядит довольно просто:
С6Н12О6 à 2С2Н5ОН + 2СО2
Это и есть процесс брожения. В мышцах НАД-Н2 восстанавливает пировиноградную кислоту в молочную. Это происходит при большой нагрузке, когда кровь не успевает подводить кислород в нужном количестве. Поэтому у спортсменов, пробежавших дистанцию, резко увеличивается в крови количество молочной кислоты [4].
Ферменты – это биологические катализаторы, имеющие белковую природу, помогающие ускорить химические реакции как в живых организмах, так и вне их. Ферменты обладают высокой каталитической активностью. К примеру, чтобы расщепить молекулу полиуглевода (крахмал, целлюлозу) или какой – либо белок на составные части, их нужно несколько часов кипятить с крепкими растворами щелочей либо кислот. А ферменты пищеварительных соков (пепсин, протеаза, амилаза) способны гидролизовать эти вещества буквально за несколько секунд при температуре 37 °С. Помимо этого, ферменты обладают избирательностью своего действия в отношении структуры субстрата, условий проведения реакции и её типа (фермент превращает только данный тип субстратов в определенных реакциях и условиях). Ферменты катализируют огромное количество реакций, протекающих в живой клетке при размножении, дыхании, обмене веществ и т.д. [5].
В современном понимании биохимическое расщепление углеводов – это метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. Огромную роль в биохимических процессах играют микроорганизмы, ферменты и катализаторы. Считается, что анаэробный гликолиз (расщепление углеводов) был первым источником энергии для общих предков всех живых организмов до того, как концентрация кислорода в атмосфере стала достаточно высокой, и поэтому эта форма генерации энергии в клетках – более древняя. За очень редкими исключениями она существует и у всех ныне живущих клеток.
В настоящее время ученые считают, что все реакции биохимического расщепления углеводов на начальной стадии имеют общую схему вплоть до образования пировиноградной кислоты. Затем, в зависимости от условий и качества ферментов, из пировиноградной кислоты образуются конечные продукты реакции: спирты, кислоты (уксусная, лимонная, молочная, яблочная, масляная и т.д.), альдегиды, углекислый газ, водород, вода и пр.
Изучение биохимических реакций расщепления углеводов в организме человека и анализ использованных источников позволили сделать следующие выводы:
1. В общем виде схему механизма расщепления углеводов можно представить следующим образом: сложный углевод (дисахарид, полисахарид) à глюкоза à эфиры фосфорных кислот à глицериновый альдегид à глицериновая кислота à пировиноградная кислота à далее возможны любые упомянутые выше направления.
2. Биохимические реакции углеводов лежат в основе жизнедеятельности клеток живых организмов, в том числе и человека.
3. Биохимические процессы расщепления углеводов, которые изображаются простыми, на первый взгляд, уравнениями начальных и конечных продуктов, на самом деле представляют собой сложные и многоступенчатые процессы.
4. Для осуществления биохимических процессов необходимы ферменты и катализаторы, которые ускоряют реакции расщепления углеводов в тысячи раз.
Изучая сложнейшие процессы, происходящие в живой клетке, ученые задумываются: а нельзя ли, научившись у природы, провести в колбах и ретортах искусственные химические процессы, копирующие биохимические реакции? Начатые по инициативе академика Н.Н. Семенова, такие исследования в области «химической бионики» успешно ведутся в России и во всем мире [6].