Что такое белки жиры и углеводы определение кратко
Урок Бесплатно Органические вещества клетки. Белки. Жиры. Углеводы
Ведение
В клетках нашего организма помимо неорганических веществ содержатся органические вещества, которые необходимы клетке для построения ее структур и обеспечения нормальной жизнедеятельности не только отдельно взятой клетки, но и всего организма в целом.
Органические вещества, которые входят в состав живого организма, многообразны, и многие из них имеют очень сложное молекулярное строение.
Каждое сложное органическое вещество построено из повторяющихся единиц- мономеров.
Если мономеров в веществе большое количество, то такое вещество называют полимер ( от греч. «поли»- много, «мерос»- часть).
Если полимеры встречаются в природе в естественном виде, то есть входят в состав живых организмов, их называют биополимерами.
Количество мономеров в молекуле полимера может исчисляться от нескольких штук до десятков миллионов.
К примеру, молекула ДНК бактерий построена более чем из 3 млн мономеров (нуклеотидов).
Основные и наиболее важные группы органических веществ клетки:
Сегодня мы рассмотрим эти группы органических веществ, узнаем их строение и значение для организма.
Белки
Белки- это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.
Аминокислоты содержат в своём составе карбоксильную (-СООН) и аминогруппу (-NH2)
Молекулы белка могут содержать сотни и даже тысячи аминокислотных остатков.
А если молекула содержит до 100 аминокислотных остатков, то принято называть эту молекулу пептидом.
Также в состав белков входят углерод, водород, кислород и азот, сера.
Белок характеризуется определенной последовательностью аминокислот. Благодаря этой последовательности формируется химическая формула белка, то есть его структура.
Кроме определенной последовательности аминокислотных остатков, очень важна и трехмерная структура белка, которая формируется в результате сворачивания цепочки из аминокислот.
Аминокислотные остатки в белке связаны пептидной связью:
Выделяют четыре структуры белка:
Структуры белка
Строение
Типы химических взаимодействий(связи)
Примеры белков и графическое изображение
Первичная структура
(линейная)
Последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи
Альбумин, яичный белок, состоит из аминокислот. Мономеры связаны пептидными связями, молекула образует первичную, вторичную и третичную структуры
Скручивание в спираль первичной структуры белка, стабилизировано водородными связями и гидрофобными взаимодействиями
Водородные между пептидными группами (C=O…H–N) и гидрофобные связи
Альбумин- вареный яичный белок, кератин (в сухожилиях человека), коллаген (в волосах, ногтях)
Упаковка вторичной спирали в клубок- глобулу (в виде шарика), также встречается фибриллярная структура (в виде волокон)
Ковалентные связи, ионные (электростатические) взаимодействия (между противоположно заряженными аминокислотными остатками);
Объединение нескольких глобул в сложный комплекс
Фибриллярные и глобулярные белки:
Фибриллярные белки
Глобулярные белки
Представляет собой длинные, узкие закрученные нити
Имеет округлую, сферическую форму
Отчасти растворимы (образуют коллоидные растворы)
Коллаген (кожа, кости, зубы, сухожилия), кератин (волосы, ногти)
Гемоглобин (в эритроцитах), инсулин (гормон поджелудочной железы), каталаза (обеспечивает распад пероксида водорода в живых клетках)
Структура и функции
Коллаген существует в виде тройной спирали, механически стойкой и прочной.
Много в сухожилиях, связках, соединительной ткани, мышцах, коже и других тканях, испытывающих на себе сильное механическое воздействие, выполняют структурную и сократительную функцию
Выполняют различные функции в клетках.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Гемоглобин- белок содержащийся в кровяных клетках, эритроцитах, который переносит кислород и углекислый газ, обладает четвертичной структурой.
В связывании кислорода принимает участие непосредственно ион железа, который содержится в молекуле гемоглобина.
Оксид углерода СО (угарный газ) связывается с железом в сотни раз прочнее кислорода, поэтому угарный газ смертельно опасен для человека, поскольку лишает гемоглобин возможности присоединять кислород
Денатурация и ренатурация белков
Белки могут быть активны в организме и выполнять свою функцию только при определенных физических показателях.
Например, при повышении или понижении температуры, радиации, воздействии кислот естественная структура белка может нарушаться, что, в свою очередь, может привести к гибели всей клетки.
Процесс разрушения характерной для данного белка естественной структуры (вторичной, третичной, четвертичной), носит название денатурация.
Причиной денатурации является разрыв связей, стабилизирующих определенную структуру белка.
Как правило, при этом первичная структура белка не разрушается.
Пример денатурации является свертывание яичного белка при его варке.
Денатурация бывает обратимой и необратимой.
При варке яйца происходит необратимая денатурация, так как исходную структуру восстановить уже практически невозможно и происходит разрыв большого количества связей.
Обратимая денатурация происходит если возможно восстановление свойственной белку структуры.
Если белок подвергся обратимой денатурации, то при восстановлении нормальных условий среды он способен полностью восстановить свою структуру и, соответственно, свои свойства и функции.
Процесс восстановления структуры белка после денатурации называется ренатурацией.
Функции белков в организме связаны с пространственной структурой белка и зависят от последовательности аминокислот в белке.
Основные функции белков:
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Липиды (жиры)
Липиды— сборная группа биологических соединений, полностью или почти полностью нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях и друг в друге.
Таким образом, липиды — это гидрофобные соединения, то есть их молекулы по своим свойствам «стремятся» избежать контакта с водой.
Липиды широко распространены в природе и являются обязательным компонентом каждой живой клетки и ее мембран.
Липиды в клетке образуются на гладкой эндоплазматической мембране.
Они образуют энергетический резерв организма и участвуют в передаче нервного импульса, в создании водоотталкивающих и термоизоляционных покровов и др.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Особое место среди липидов занимают стероиды: полициклический спирт холестерол (чаще называемый холестерин) и его производные.
Холестерин и его эфиры с жирными кислотами входят в состав биологических мембран клеток животных, придавая им определенную «жесткость».
У растений и грибов холестерин не встречается, его место у растений занимает стероид стигмастерол, а у грибов- эргостерол.
У животных из холестерина образуются гормоны
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Что такое белок углеводы жиры – определение простыми словами
Белок – это наш строительный материал за счёт которого происходит обновление тканей и клеток в организме. В его состав входит 20 видов аминокислот, 9 из которых незаменимые (не синтезируются сами в организме) и остальные 11 заменимые.
Незаменимые аминокислоты должны обязательно поступать к нам с пищей извне. Они содержаться в большом количестве в продуктах животного происхождения (мясо, яйца, рыба, сыр, творог) и почти полностью отсутствуют или содержатся в минимальных дозах в растительных белках.
Лучшей белковой пищей считается еда животного происхождения, так как в ней содержится больше питательных элементов и аминокислот. Но растительными белками пренебрегать тоже не нужно.
Соотношение их должно выглядеть примерно так:
70-80% белков- животного происхождения
20-30% белков- растительного происхождения.
По степени усвояемости белки можно разделить на 2 категории.
Быстрые белки, предпочтительно принимать когда нам надо быстро пополнить его запасы. Это обычно когда мы только проснулись, время до, и после нашей тренировки.
Медленные же белки на более долгое время утоляют чувство голода и в течение более длительного времени обогащают нас аминокислотами, тем самым предохраняя наши мышцы от разрушения. Их лучше употреблять перед сном. За ночь они успевают полностью перевариться и усвоиться.
Не рекомендуется перед сном есть медленные, растительные белки (бобовые, семена, орехи), пусть это будет творог или казеиновый протеин.
Для людей ведущих обычный, не активный образ жизни, норма белка составляет 1-1,5 гр на килограмм массы тела.
Для тренирующихся, это будет примерно 2 гр на 1 килограмм веса нашего тела.
Весь этот белок необходимо распределить на все основные приемы пищи, так как за один раз организму тяжело усвоить более 30-50 гр белка.
Жиры – это органические вещества, которые вместе с углеводами и белками составляют основу питания человека. Являются самым калорийным компонентом пищи 1гр=9 калорий.
Жиры делятся на 3 вида
Холестерин – природный липофильный спирт, т.е органическое соединение, которое присутствует в клетках живых организмов. Он является источником наших половых гормонов. Отказавшись от холестерина наша репродуктивная система не сможет нормально функционировать. Он бывает хорошим и плохим.
Холестерин содержится в продуктах животного происхождения: мясе, птице, рыбе, морепродуктах и молочной продукции.
Триглицериды – это смесь жирных кислот и глицерина, которые являются основными жировыми компонентами крови. Триглицериды организм в основном использует в качестве энергии для терморегуляции.
Содержатся фосфолипиды в куриных яйцах, нерафинированных растительных маслах, чуть меньше в курице, говядине, печени, сыре и рыбе.
Для чего же нам нужны жиры
Углеводы при похудении
Углеводы – основной источник энергии и исключение их приводит к апатии, упадку сил и головокружениям, плюс к этому вы лишаете себя клетчатки и пищевых волокон, что может негативно сказываться на работе кишечника.
Но это не значит, что теперь нужно есть их бесконтрольно, во всем нужна мера! Отдавайте предпочтение сложным углеводам, таким как гречка, геркулес, бурый рис, макароны из твёрдых сортов пшеницы, не сладкие фрукты, ягоды и т.д. Эти продукты относятся к сложным углеводам и имеют низкий гликемический индекс.
Откажитесь от таких продуктов как сахар, хлебобулочные изделия, торты, любая магазинная выпечка, каши быстрого приготовления, белый рис, картофель, сладкие фрукты. Эти продукты относятся к быстрым углеводам и у них высокий гликемический индекс.
Рекомендуется употреблять углеводы с утра и в дневное время, как раз тогда когда энергия от них нам так необходима. В вечернее же время лучше предпочесть белок с овощами (не крахмальными!)
При похудении достаточно съедать 2 гр углеводов на 1 кг массы тела. Но в этом вопросе все очень индивидуально, кому-то надо больше, а кому-то меньше. ❗️ Только оставьте «безуглеводку» профессиональным спортсменам. Любителям фитнеса и просто худеющим, все это ни к чему.
Урок 2. Состав пищи. Белки, жиры, углеводы и другие компоненты
Пища снабжает человеческий организм энергией, нужной ему для полноценной жизнедеятельности. И именно благодаря регулярному питанию и продуцируемым им сложным физико-химическим реакциям (что и называется в народе обменом веществ или метаболизмом) поддерживается жизнь. Пища содержит в себе множество питательных веществ, без которых какой-либо вообще рост, развитие и функционирование организма было бы невозможным. Об этих питательных веществах мы расскажем во втором уроке.
Ниже нами будут рассмотрены:
Также мы объясним, в чем заключается ценность каждого из веществ.
Белки
Белки являются главным строительным материалом для организма и основой его клеток и тканей. Примерно на 20% из них состоит тело человека и более чем на 50% – клетки. Организм не может откладывать белки в тканях «на потом», по причине чего требуется, чтобы они поступали с пищей ежедневно.
Белки содержат в себе незаменимые аминокислоты, которые в организме человека не синтезируются – это аргинин, гистидин, треонин, фенилаланин, валин, изолейцин, лейцин, метионин, лизин и триптофан. Белки могут обладать разной биологической ценностью, которая и зависит от того, в каком количестве и какие в них содержатся аминокислоты, каково соотношение незаменимых и заменимых аминокислот, и какова их перевариваемость в ЖКТ.
Как правило, большей биологической ценностью обладают белки животного происхождения. Например, оптимальным соотношением незаменимых кислот могут похвастаться яйца, печень, мясо и молоко. А усваиваются они на 97,% в то время как растительные белки усваиваются лишь на 83-85%, т.к. в продуктах растительного происхождения содержится большое количество неперивариваемых (балластных) веществ.
В растительной пище в основном содержится небольшое количество белка и наблюдается дефицит метионина, лизина и триптофана. Только бобовые (к примеру, соя, фасоль и горох) выделяются высоким содержанием белка (от 24% до 45%). 20% белка присутствует в орехах и семенах подсолнечника. По составу аминокислот к животным белкам близко стоят белки ржи, риса и сои.
Потребность организма в белке определяется возрастом человека, его полом, характером трудовой деятельности, национальными особенностями питания и климатическими условиями, в которых он живет. Обычно взрослые, не занятые активной физической работой, должны принимать в сутки белок из расчета чуть менее 1 г на 1 кг массы тела. Белок пищи должен обеспечивать 1/6 долю в весовом выражении и 10-13% от общей энергетической потребности организма, а 55% рекомендованной нормы белка должна быть животного происхождения. Если ребенок или взрослый занят физическим трудом, его потребность в белке возрастает.
Пищевые жиры – это эфиры высших жирных кислот и глицерина. В эфирах жирных кислот четное число атомов углерода, а сами жирные кислоты подразделяются на две крупные группы – насыщенные и ненасыщенные жиры. Первыми богаты твердые животные жиры (там их может быть до 50% от общей массы), а вторыми – жидкие масла и морепродукты (во множестве масел, например, в оливковом, льняном, кукурузном и подсолнечном маслах ненасыщенных жиров может быть до 90%). В человеческом организме нормальное содержание жиров составляет 10-20%, однако в случаях нарушений жирового обмена этот показатель может возрастать до 50%.
Жиры и жироподобные вещества составляют клеточные мембраны и оболочки нервных волокон, принимают участие в синтезе витаминов, гормонов и желчных кислот. Жировые отложения в свою очередь считаются энергетическим резервом организма. Энергетическая ценность жиров больше чем в 2 раза превышает ценность углеводов и белков. Когда окисляется 1 г жиров, высвобождается 9 ккал энергии.
Взрослые люди должны употреблять от 80 до 100 г жира в сутки, благодаря чему обеспечивается до 35% общей энергетической ценности рациона. Линолевая и линоленовая жирные кислоты являются незаменимыми (не синтезируются в организме), и обязательно должны поступать вместе с едой. Они есть в жире ряда рыб и морских млекопитающих, орехах и растительных маслах. Вместе с другими высшими ненасыщенными жирными кислотами они не позволяют развиваться атеросклерозу, делают организм более устойчивым к инфекционным заболеваниям.
Что касается пищевой ценности жиров, то она обусловлена наличием незаменимых жирных кислот, наличием витаминов A, E и D, их всасываемостью и перевариваемостью. Максимальная биологическая ценность присуща жирам с линолевой и прочими высшими ненасыщенными кислотами. Насколько хорошо усваивается жир, зависит от его температуры плавления: если она ниже температуры тела, то жиры усваиваются на 97-98%, а если температура плавления равна 50-60°C, то и усваиваться они будут всего на 70-80%.
Вместе с пищей в организм поступают и жироподобные вещества, такие как жирорастворимые витамины, фосфолипиды и стерины. Из стеринов наиболее известен холестерин, содержащийся в продуктах животного происхождения. Но и в организме его могут синтезировать промежуточные продукты обмена жиров и углеводов.
Холестерин – это источник гормонов и желчных кислот, плюс предвестник витамина D3. Попадая в кровь и желчь, холестерин остается в них как коллоидный раствор, образующийся за счет взаимодействия с фосфатидами, ненасыщенными жирными кислотами и белками. Когда обмен этих веществ нарушен (или имеется их дефицит), холестерин превращается в мелкие кристаллы, которые оседают на стенках кровеносных сосудов и желчных путях, из-за чего и развивается атеросклероз и образуются желчные камни.
Углеводы
В пищевых продуктах углеводы содержатся в виде глюкозы и фруктозы (моносахариды), лактозы и сахарозы (олигосахариды), пектиновых веществ, клетчатки, гликогена и крахмала (полисахариды). Углеводы – это основной источник энергии для человека: при окислении всего 1 г углеводов высвобождается 4 ккал.
Для человека, не занятого физической работой, средняя потребность в углеводах составляет 400-500 г в сутки, 2/3 от суточного рациона в весовом выражении и 60% в выражении калорическом. Если же человек активно трудится физически, норма становится больше.
Выбирая пищу, лучше всего останавливать свой выбор на полисахаридах, т.е. на продуктах, содержащих пектин, гликоген, крахмал и т.д., и по возможности избегать олиго-моносахаридов – продуктов, содержащих лактозу, фруктозу, глюкозу, сахарозу и т.п. Полисахариды перевариваются медленнее, а динамика концентрации глюкозы (конечный продукт переваривания) в жидкостях организма намного благоприятнее для последующего обмена веществ. Немаловажно и то, что полисахариды не сладкие на вкус, из-за чего вероятность их повышенного потребления снижается.
Дисахарид лактозу можно в обилие найти в молоке и молочных продуктах. Но основным поставщиком углеводов в организм по праву считаются растения, т.к. их процент в них составляет 80-90% сухой массы. В продуктах растительного происхождения также есть множество неперевариваемых и неусвояемых полисахаридов типа целлюлозы. Нужно знать, что благодаря грубоволокнистой неперивариваемой пище стимулируется перистальтика кишечника, абсорбируется ряд катаболитов (даже токсичных), находящихся в толстом кишечнике, выводится холестерин, снабжаются питательными веществами полезные бактерии кишечника. В среднем взрослый должен принимать 25 г углеводов в сутки.
Витамины
Витамины – это незаменимые пищевые вещества (нутриенты) органического происхождения и самого разного химического строения. Они нужны для правильного метаболизма в человеческом организме. Их суточную норму принято измерять в мг (миллиграмм) и мкг (микрограмм), а зависит она, как и прежде, от возраста человека, его пола, характера работы и состояния здоровья.
Витамины бывают водорастворимыми (витамины группы B и витамин C) и жирорастворимыми (витамины A, D, E, K):
Лучше всего сохраняют витамины свежие овощи, поэтому рекомендуется кушать их как можно чаще. Если же их тушить и варить, содержание витаминов будет снижаться. А если делать закваску или подвергать овощи быстрой заморозке, витамины будут сохраняться в овощах долгое время.
Значение витаминов для человека очень велико. Выражается оно в том, что витамины служат компонентом, который нужен для правильной работы ферментов; они принимают участие в процессах метаболизма, помогают организму расти и развиваться, укрепляют иммунитет. При недостатке витаминов нарушаются механизмы работы нервной системы и зрительного аппарата, появляются проблемы с кожей, авитаминозы и гиповитаминозы, ослабевает иммунный статус и т.д. Нужно запомнить, что самые дефицитные (особенно в периоды зимы и ранней весны) витамины – это витамины A, B1, B2 и C.
Минеральные вещества
Минеральные вещества являются составляющими тканей и органов, чем и обусловлена их огромная роль в протекающих в организме физико-химических процессах. Некоторые минеральные вещества содержатся в клетках, а другие – в тканевой жидкости, лимфе и крови (в них минеральные вещества находятся во взвешенном состоянии в виде ионов).
Наиболее значимыми для функционирования организма считаются сера, хлор, фосфор, калий, магний и кальций. Эти элементы помогают организму строить ткани и клетки, а также обеспечивают функции ЦНС, мышц и сердца. Помимо этого они обезвреживают вредные кислоты – продукты метаболизма.
Кальций – это строительный материал для костной ткани, и в особенности он необходим детям, скелет которых находится на стадии формирования. Кальций поступает в организм с овощами, фруктами и продуктами молочного происхождения.
Фосфор не менее важен, т.к. тоже участвует в строении костей, и больше половины всего имеющегося фосфора находится в костях. Если фосфора в организме достаточно, всегда будет нормальный обмен углеводов и крепкая нервная система. Фосфор входит в состав бобовых, зерновых, рыбы, молока и мяса.
Естественно, организм нуждается в магнии, броме, йоде, цинке, кобальте, фторе и других микроэлементах (детальнее о них, а также о витаминах мы побеседуем в следующем уроке), которые содержатся в продуктах питания в минимальных объемах (менее 1 мг на 1%). Из них состоят многие ферменты, гормоны, витамины; они самым прямым образом воздействуют на развитие организма и обмен веществ.
Дефицит какого-либо микроэлемента в организме служит причиной возникновения специфических заболеваний, таких как разрушение зубов (недостаток фтора), тяжелое малокровие (недостаток меди или кобальта), эндемический зоб (недостаток йода) и другие. Особое внимание нужно уделять тому, чтобы минеральными веществами снабжался детский организм. Если до 2 месяцев их поступает достаточно с молоком матери, то на 3-м месяце нужно добавлять их в соки овощей, фруктов и ягод. Начиная с 5-го месяца необходимо снабжать минеральными веществами прикорм (овсяные и гречневые кашки, мясо, яйца, фрукты и овощи).
Вода и растворенные в ней минеральные вещества служат основой внутренней среды организма – это основная часть тканевой жидкости, лимфы и плазмы. Ни один жизненно важный процесс, протекающий в организме (в особенности терморегуляционные и ферментативные процессы) невозможен без достаточного количества воды.
На водный обмен воздействуют такие параметры как влажность и температура окружающего воздуха, особенности рациона и даже поведение и одежда. Взрослый человек должен обеспечивать свой организм примерно 2-3 литрами жидкости. Мужчинам рекомендуется выпивать около 3 л, а женщинам – около 2,3 л, причем больше половины этого количества должна составлять чистая питьевая вода.
Кстати, на тему пользы воды рекомендуем вам почитать наши статьи – найти их можно здесь, здесь и здесь. И, подводя итог разговору о необходимых организму веществах, не будет лишним сказать несколько слов об энергозатратах человеческого организма.
Расчет энергозатрат
На поддержание каждого процесса, протекающего в организме, тратится определенное количество энергии, обеспечиваемой приемом пищи. Поступление и расход энергии выражаются в тепловых единицах, называемых калориями. Килокалория равна количеству тепла, нужного для повышения температуры 1 л воды на 1°.
Средние показатели сгорания веществ, содержащихся в пище, таковы:
Энергия для основного энергообмена – это минимальное количество калорий, которое нужно, чтобы обеспечить потребности организма в состоянии нервного и мышечного покоя. Если человек работает умственно или физически, энергообмен увеличивается, а количество необходимых ему нутриентов возрастает.
Когда организм человека находится в экстремальных условиях, например, если он голодает, необходимая энергия может поступать из внутренних структур и запасов (такой процесс называется эндогенным питанием). Потребность человека в энергии, исходя из суточных энергозатрат, равна от 1700 до 5000 ккал (иногда больше). Этот показатель зависит от пола человека, его возраста, образа жизни и особенностей трудовой деятельности.
Как мы уже знаем, среди пищевых веществ в продуктах питания выделяются жиры, углеводы, белки (протеины), минеральные вещества и витамины. По калорийности суточный рацион должен соответствовать каждодневным энергозатратам, причем должен учитываться метаболизм и энергозатраты дома и на работе. Примерная величина суточной калорийности, если выполняются минимальные ежедневные физические нагрузки, высчитывается через умножение нормальной массы (в кг) на 30 кал для женщин и 33 кал для мужчин. Белки жиры и углеводы должны соотносится как 1:1:4. Кроме того, роль играет и качество диеты, что зависит от вкусов, привычек и величины избытка веса тела каждого конкретного человека.
В большинстве случаев диетологи рекомендуют применять диеты, стандартные по калорийности (они обеспечивают организм 2200-2700 ккал). Но рацион должен включать в себя разные продукты – как по калорийности, так и по качеству. Всегда нужно помнить о «пустых» калориях, содержащихся в хлебе, макаронных изделиях на основе белой рафинированной муки, белом сахаре, печенье, пирожных и других сладостях, сладких безалкогольных напитках и спиртном.
Каждый человек должен подобрать для себя такую диету, которая будет обеспечивать его необходимым количеством энергии. Важно следить за тем, чтобы в организм поступало как можно меньше вредных веществ и «пустых» калорий, а также отслеживать вес своего тела. Люди, страдающие ожирением или, наоборот, чрезмерно худые, должны обращаться к специалистам, которые помогут подобрать подходящий рацион на каждый день.
Чтобы грамотно определиться с пищей, а также, чтобы знать, какое количество калорий имеется в том или ином продукте, принято использовать специальные таблицы. Ниже вы найдете три таких таблицы – для безалкогольных напитков, спиртного и самых распространенных продуктов питания.
Таблицы содержания белков, жиров и углеводов
Пользоваться таблицами проще простого – все напитки и продукты сгруппированы и расположены в алфавитном порядке. Напротив каждого напитка или продукта есть графы, в которых указано содержание нужных веществ и количество калорий (из расчета на 100 г конкретного продукта). На основе этих таблиц очень удобно составлять собственный рацион питания.