Крахмал во что превращается в организме
Крахмал – вредный или полезный?
В чистом виде крахмал – это полисахаридные вещества, сложные углеводы, содержащиеся в клеточных мембранах растений. Он присутствует в клубневых, корнеплодах, моркови, гречихе, в некоторых фруктах и даже листьях. В качестве основных источников крахмала используются картофель, пшеница, кукуруза, рис, злаковые.
В наших краях основным источником крахмала является картофель, то если речь заходит о крахмале, часто подразумевают картофельный крахмал. Он относительно нормально усваивается организмом, поэтому находит широкое применение в пищевой кулинарии благодаря своим коллоидным свойствам, увеличивая клейкость получаемого продукта.
Сложные углеводы, из которых состоит крахмал, подразделяются на две группы: природного происхождения (овощи, орехи, корнеплоды, злаки, бобовые) и рафинированные, полученные в результате производственных процессов. В последнюю группу входят белые сорта муки высшего сорта, крахмал и продукты, изготовленные из них.
Использование рафинированного крахмала в питании повышает риск появления высокого уровня инсулина, что сопровождается в дальнейшем атеросклерозом, некоторым нарушением гормонального равновесия в организме.
Для того чтобы минимизировать вредные последствия использования крахмала любого происхождения, его желательно применять не с белковыми продуктами, а с овощами, которые способствуют лучшему усвоению крахмалосодержащих продуктов и разнообразят вкусовые качества приготавливаемых блюд.
В результате длительных исследований установлено, что картофельный крахмал способствует снижению холестерина в крови, что указывает на явственные антисклеротические характеристики этого продукта.
Нужно учитывать то, что крахмал производится из картофеля, в котором содержится большое количество калия, который является одним из самых необходимых микроэлементов для функционирования почек.
Известно противовоспалительное и обволакивающее свойство крахмала. Поэтому он достаточно успешно используется при лечении язвенной болезни. Синтез сложных углеводов любого крахмалистого вещества в организме способствует образованию витамина В2, рибофлавина, который участвует в нормализации пищеварительных процессов, а также нормальным реакциям обмена веществ.
Если Вы не нашли необходимую информацию, попробуйте
зайти на наш старый сайт
Разработка и продвижение сайта – FMF
Почтовый адрес:
Адрес: 350000, г. Краснодар, ул. Рашпилевская, д. 100
Канцелярия +7 (861) 255-11-54
прием посетителей пн., вт., ср., чт. с 10.00 до 16.00
ПТ. и предпраздничные дни с 10.00 до 13.00
перерыв с 13.00 до 13.48
Крахмал
Это белый, безвкусный порошок, который знаком многим из нас. Он содержится в пшеничном и рисовом зерне, фасоли, картофельном клубне и початке кукурузы. Однако, помимо этих продуктов, мы встречаем крахмал в вареной колбасе, кетчупе и, конечно же, во всевозможных киселях. В зависимости от своего происхождения, зерна крахмала различаются по форме и размеру частицы. При сжатии порошка крахмала в руке он издаёт характерный скрип.
Продукты богатые крахмалом:
Указано ориентировочное количество в 100 г продукта
Общая характеристика крахмала
Крахмал абсолютно нерастворим в холодной воде. Однако под воздействием горячей воды он набухает и превращается в клейстер. Во время учебы в школе, нам преподавали, что если на кусок хлеба капнуть каплю йода, хлеб посинеет. Связано это со специфической реакцией крахмала. В присутствии йода он образует, так называемый, амилйодин синего цвета.
К слову сказать, первая часть слова – «амил», указывает на то, что крахмал является слизистым соединением и состоит из амилозы и амилопектина. Что касается образования крахмала, то своим возникновением он обязан хлоропластам зерновых культур, к артофелю, а также растению, которое на своей родине, в Мексике, называется маисом, а мы с вами знаем его как кукурузу.
Необходимо отметить, что по своему химическому строению крахмал является полисахаридом, который под воздействием желудочного сока способен преобразовываться в глюкозу.
Суточная потребность в крахмале
Как уже было сказано выше, крахмал под воздействием кислоты гидролизуется и превращается в глюкозу, которая является основным источником энергии для нашего организма. Поэтому, чтобы чувствовать себя хорошо, человек обязательно должен съедать некоторое количество крахмала.
Вам достаточно просто употреблять каши, хлебобулочные и макаронные изделия, бобовые (горох, фасоль, чечевицу), картофель и кукурузу. Также, хорошо добавлять в пищу хотя бы незначительное количество отрубей! По медицинским показаниям, суточная потребность организма в крахмале составляет 330-450 грамм.
Потребность в крахмале возрастает:
Поскольку крахмал является сложным углеводом, его употребление оправдано в том случае, если человеку предстоит длительная работа, во время которой отсутствует возможность частого питания. Крахмал, постепенно трансформируясь под воздействием желудочного сока, выделяет необходимую для полноценной жизнедеятельности глюкозу.
Потребность в крахмале снижается:
Усваиваемость крахмала
В связи с тем, что крахмал является сложным полисахаридом, который под воздействием кислот способен полностью преобразовываться в глюкозу, то и усваиваемость крахмала приравнивается к усваиваемости глюкозы.
Полезные свойства крахмала и его влияние на организм
Поскольку крахмал способен превращаться в глюкозу, то и его воздействие на организм аналогично глюкозе. Благодаря тому, что усваивается он медленнее, ощущение сытости от употребления крахмалистых продуктов выше, чем при непосредственном употреблении сладких продуктов. При этом нагрузка, оказываемая на поджелудочную железу значительно меньше, что благоприятно сказывается на здоровье организма.
Взаимодействие крахмала с другими эссенциальными элементами
Крахмал хорошо взаимодействует с такими веществами, как теплая вода и желудочный сок. При этом вода заставляет зерна крахмала набухать, а соляная кислота, входящая в состав желудочного сока, превращает его в сладкую глюкозу.
Признаки нехватки крахмала в организме
Признаки избытка крахмала в организме:
Крахмал и здоровье
Как и употребление любого другого углевода, употребление крахмала следует строго регламентировать. Нельзя употреблять избыточное количество крахмалистых веществ, поскольку это может привести к образованию каловых камней. Однако и избегать употребления крахмала также не следует, ведь помимо источника энергии, он образует защитную пленку между стенкой желудка и желудочным соком.
Мы собрали самые важные моменты о крахмале в этой иллюстрации и будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или блоге, с ссылкой на эту страницу:
Внимание! Информация носит ознакомительный характер и не предназначена для постановки диагноза и назначения лечения. Всегда консультируйтесь с профильным врачом!
Роспотребнадзор
Роспотребнадзор
Что делать, если в вашей семье подтвердился случай новой коронавирусной инфекции?
Крахмал – вредный или полезный?
Крахмал – вредный или полезный?
В чистом виде крахмал – это полисахаридные вещества, сложные углеводы, содержащиеся в клеточных мембранах растений. Он присутствует в клубневых, корнеплодах, моркови, гречихе, в некоторых фруктах и даже листьях. В качестве основных источников крахмала используются картофель, пшеница, кукуруза, рис, злаковые.
Поскольку в наших краях основным источником крахмала является картофель, то если речь заходит о крахмале, то все подразумевают картофельный крахмал. Он относительно нормально усваивается организмом, поэтому находит широкое применение в пищевой кулинарии благодаря своим коллоидным свойствам, увеличивая клейкость получаемого продукта.
Вред крахмала
Сложные углеводы, из которых состоит крахмал, подразделяются на две группы: природного происхождения (овощи, орехи, корнеплоды, злаки, бобовые) и рафинированные, полученные в результате производственных процессов. В последнюю группу входят белые сорта муки высшего сорта, крахмал и продукты, изготовленные из них.
Использование рафинированного крахмала в питании повышает риск появления высокого уровня инсулина, что сопровождается в дальнейшем атеросклерозом, некоторым нарушением гормонального равновесия в организме, патологии сетчатки и зрительного нерва.
Кроме того, некоторые исследования показывают, что в крахмалосодержащих продуктах, подвергаемых термической обработке, могут быть вещества, способствующие образованию раковых клеток.
Для того чтобы минимизировать вредные последствия использования крахмала любого происхождения, его желательно применять не с белковыми продуктами, а с овощами, которые способствуют лучшему усвоению крахмалосодержащих продуктов и разнообразят вкусовые качества приготавливаемых блюд.
Польза крахмала
В результате длительных исследований установлено, что картофельный крахмал способствует снижению холестерина в крови, что указывает на явственные антисклеротические характеристики этого продукта.
Нужно учитывать то, что крахмал производится из картофеля, в котором содержится большое количество калия, который является одним из самых необходимых микроэлементов для функционирования почек.
Известно противовоспалительное и обволакивающее свойство крахмала. Поэтому он достаточно успешно используется при лечении язвенной болезни. Синтез сложных углеводов любого крахмалистого вещества в организме способствует образованию витамина В2, рибофлавина, который участвует в нормализации пищеварительных процессов, а также нормальным реакциям обмена веществ.
8 продуктов с высоким содержанием устойчивого крахмала
Крахмал и углеводы — компоненты пищи, которые не ассоциируются со здоровым питанием и стройной талией. Однако не все углеводы вредны, а некоторые из них, например, резистентные крахмалы и вовсе не перевариваются и не используются организмом для получения энергии. Свойства и действие этих крахмалов можно сравнить с клетчаткой, но все же есть различия. О пользе устойчивых крахмалов и их источниках читайте в этой статье.
Что такое резистентный крахмал?
Это собирательный термин для нескольких видов крахмала, которые различаются химической структурой либо причинами, по которым они устойчивы к перевариванию. В целом, можно выделить следующие виды:
Не может перевариваться в организме и его источником являются: бобовые, семена и зерновые.
Имеет особую структуру, что и обуславливает сложности в переваривании. Содержится в сырых продуктах, например, в еще незрелых бананах его больше в сравнении со спелыми плодами.
Это высокостойкий крахмал, который образуется в процессе термической обработки крахмалистых продуктов, которые впоследствии охлаждают. Проще говоря, если взять крахмалистый продукт, например, картофель, сварить его, а после дать остыть, то многие другие виды крахмала превращаются в резистентный.
Это модифицированные и переработанные типы крахмала, они устойчивы.
Резистентный крахмал: польза для организма
Устойчивые крахмалы действуют как клетчатка, они проходят через пищеварительный тракт, не подвергаясь пищеварению, поддерживают перистальтику и питают кишечный микробиом. В соответствии с этим, включение в рацион продуктов-источников резистентного крахмала обеспечивает пользу для организма.
Улучшение пищеварения
Когда резистентный крахмал попадает в кишечник, он питает бактерии, которые превращают эти крахмалы в несколько различных жирных кислот, включающих бутират. Это важный компонент для поддержания здоровья и регенерации клеток толстого кишечника.
Этот компонент способствует купированию воспалительных процессов в толстом кишечнике и этот компонент – часть естественной профилактики колоректального рака. Достаточное поступление бутирата способствует устранению и других воспалительных процессов:
Такие данные были получены в ходе клинических исследований, однако большинство из них проводились с участием животных, а не людей. Поэтому говорить об однозначности результатов пока рано.
Улучшение чувствительности к инсулину
Как показывают исследования, употребление в пищу резистентного крахмала может улучшить чувствительность к инсулину. Это перспективные данные в лечении и профилактике ожирения, диабета, а также болезней сердца.
В ходе исследований было установлено, что у мужчин с избыточным весом или ожирением, которые ежедневно употребляли 15-30 г резистентного крахмала, была большая чувствительность к инсулину в сравнении с теми, чей рацион не включал такие продукты. Исследователи отмечают, что такого эффекта не было замечено в женской группе.
Насыщение
В 2017 году было опубликовано исследование, которое показывает, что всего 30 г резистентного крахмала в день на протяжении 6 недель снижает уровень гормонов, регулирующих чувство голода у людей с избыточной массой тела.
Таким образом осуществляется медленное, но устойчивое похудение, при этом человек не испытывает чувства голода и удовлетворен своим рационом. А этим, как известно, не могут похвастать многие диеты, направленные на снижение веса.
Топ 8 продуктов с содержанием резистентного крахмала
Рацион можно разнообразить многочисленными продуктами. Некоторые из продуктов изначально не содержат такой вид крахмала, но после варки превращаются в резистентный, например, картофель и белый рис.
Некоторые продукты с высоким содержанием резистентного крахмала:
Вышеперечисленные продукты подходят для приготовления первых, вторых блюд, салатов и различных закусок.
Побочные эффекты
Риск возможных побочных эффектов при употреблении резистентного крахмала, как правило, невелик. Однако, при злоупотреблении такими продуктами может формироваться вздутие живота, метеоризм. Тем не менее, исследователи отмечают, что вероятность таких последствий гораздо выше у клетчатки, нежели резистентного крахмала.
В заключение
Резистентный или устойчивый крахмал – часть здорового питания и компонент для полноценной работы пищеварительной системы. Как показывает ряд исследований, он может иметь множество защитных эффектов для здоровья кишечника и всего организма. Необходимо отметить, что большая часть проведенных исследований находится лишь на начальной стадии и, чтобы сделать однозначные выводы, необходимо время.
Согласно уже имеющимся данным, около 15-30 г резистентного крахмала в день способствуют поддержанию здоровья и полноценной работы кишечника, помогают контролировать чувство голода и повышают чувствительность к инсулину.
Даже употребляя такие продукты как: макароны из цельнозерновой муки, картофель и рис, можно увеличить содержание резистентного крахмала путем их термической обработки и последующего охлаждения.
Список литературы:
1. Mary A. Zimmerman, Nagendra Singh, Pamela M. Martin. // Butyrate Suppresses Colon Inflammation through HDAC1-Dependent Fas Activation and Fas-Mediated T-Cell Apoptosis. // Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. // June, 2012. 302 (12)
2. Kevin S. Maki, Christine L. Pelkman, E. Terry Finocchiaro. // Resistant corn starch, high in amylose, increases insulin sensitivity in overweight and obese men. // J Nutr. // Apr, 2012. 142 (4)
Крахмал во что превращается в организме
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].