Kohlenhydrate sind organische Verbindungen, die aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen. Es gibt einfache Kohlenhydrate oder Monosaccharide wie Glucose und komplexe oder Polysaccharide, die in niedrigere, die einige Reste einfacher Kohlenhydrate enthalten, wie Disaccharide, und höhere, die aus vielen Resten einfacher Kohlenhydrate sehr große Moleküle enthalten, unterteilt werden. In tierischen Organismen beträgt der Kohlenhydratgehalt etwa 2 % des Trockengewichts.

Der durchschnittliche Tagesbedarf eines Erwachsenen an Kohlenhydraten beträgt 500 g, bei intensiver Muskelarbeit 700-1000 g.

Die Menge an Kohlenhydraten pro Tag sollte 60 Gewichtsprozent und 56 Gewichtsprozent der Gesamtnahrungsmenge betragen.

Glukose ist im Blut enthalten, in dem ihre Menge auf einem konstanten Niveau (0,1–0,12 %) gehalten wird. Nach der Absorption im Darm werden Monosaccharide über das Blut in den Blutkreislauf abgegeben, wo die Synthese von Glykogenmonosacchariden stattfindet, die Teil des Zytoplasmas sind. Glykogenspeicher werden hauptsächlich in den Muskeln und der Leber gespeichert.

Die Gesamtmenge an Glykogen im Körper einer 70 kg schweren Person beträgt etwa 375 g, davon befinden sich 245 g in den Muskeln, 110 g in der Leber (bis zu 150 g) und 20 g im Blut und anderen Körperteilen Flüssigkeiten. Im Körper einer trainierten Person befinden sich 40 g Glykogen – 50 % mehr als bei einer untrainierten Person.

Kohlenhydrate sind die wichtigste Energiequelle für das Leben und Funktionieren des Körpers.

Unter sauerstofffreien Bedingungen (anaerob) zerfallen im Körper Kohlenhydrate in Milchsäure und setzen dabei Energie frei. Dieser Vorgang wird Glykolyse genannt. Unter Beteiligung von Sauerstoff (aerobe Bedingungen) werden sie zu Kohlendioxid abgebaut und setzen dabei deutlich mehr Energie frei. Der anaerobe Abbau von Kohlenhydraten unter Beteiligung von Phosphorsäure – die Phosphorylierung – ist von großer biologischer Bedeutung.

Die Phosphorylierung von Glukose erfolgt in der Leber unter Beteiligung von Enzymen. Aminosäuren und Fette können Glukosequellen sein. In der Leber werden aus vorphosphorylierter Glucose riesige Polysaccharidmoleküle – Glykogen – gebildet. Die Menge an Glykogen in der menschlichen Leber hängt von der Art der Ernährung und der Muskelaktivität ab. Unter Beteiligung anderer Enzyme in der Leber wird Glykogen in Glukose – Zuckerbildung – zerlegt. Der Abbau von Glykogen in der Leber und der Skelettmuskulatur während des Fastens und der Muskelarbeit geht mit einer gleichzeitigen Synthese von Glykogen einher. In der Leber produzierte Glukose gelangt in alle Zellen und Gewebe und wird dort abgegeben.

Nur ein kleiner Teil der Proteine ​​und Fette setzt durch den desmolytischen Abbau Energie frei und dient somit als direkte Energiequelle. Ein erheblicher Teil der Proteine ​​und Fette wird in den Muskeln zunächst in Kohlenhydrate umgewandelt, noch bevor sie vollständig abgebaut werden. Darüber hinaus gelangen die Hydrolyseprodukte von Proteinen und Fetten aus dem Verdauungskanal in die Leber, wo Aminosäuren und Fette in Glukose umgewandelt werden. Dieser Vorgang wird als Gluconeogenese bezeichnet. Die Hauptquelle der Glukosebildung in der Leber ist Glykogen; ein wesentlich geringerer Teil der Glukose wird durch Gluconeogenese gewonnen, bei der die Bildung von Ketonkörpern verzögert wird. Somit beeinflusst der Kohlenhydratstoffwechsel maßgeblich den Wasser- und Wasserstoffwechsel.

Wenn der Glukoseverbrauch der arbeitenden Muskeln um das 5- bis 8-fache steigt, wird in der Leber aus Fetten und Proteinen Glykogen gebildet.

Im Gegensatz zu Proteinen und Fetten werden Kohlenhydrate leicht abgebaut, sodass sie vom Körper unter hohem Energieaufwand (Muskelarbeit, Schmerzempfindungen, Angst, Wut usw.) schnell mobilisiert werden können. Der Abbau von Kohlenhydraten erhält die Stabilität des Körpers und ist die Hauptenergiequelle für die Muskulatur. Kohlenhydrate sind für die normale Funktion des Nervensystems unerlässlich. Ein Absinken des Blutzuckers führt zu einem Absinken der Körpertemperatur, Muskelschwäche und -müdigkeit sowie Störungen der Nervenaktivität.

Nur ein sehr kleiner Teil der vom Blut abgegebenen Glukose wird im Gewebe zur Energiefreisetzung genutzt. Die Hauptquelle des Kohlenhydratstoffwechsels im Gewebe ist Glykogen, das zuvor aus Glukose synthetisiert wurde.

Bei der Arbeit der Muskeln – den Hauptverbrauchern von Kohlenhydraten – werden die darin befindlichen Glykogenreserven genutzt, und erst wenn diese Reserven vollständig aufgebraucht sind, beginnt die direkte Nutzung der über das Blut an die Muskeln abgegebenen Glukose. Gleichzeitig wird Glukose verbraucht, die aus den Glykogenreserven in der Leber gebildet wird. Nach der Arbeit erneuern die Muskeln ihren Glykogenvorrat, indem sie ihn aus Blutzucker synthetisieren, und die Leber – aufgrund der Aufnahme von Monosacchariden im Verdauungstrakt und des Abbaus von Proteinen und Fetten.

Wenn beispielsweise der Glukosegehalt im Blut aufgrund des reichlichen Gehalts in der Nahrung auf über 0,15–0,16 % ansteigt, was als Nahrungsmittelhyperglykämie bezeichnet wird, wird die Glukose aus dem Körper mit dem Urin ausgeschieden – Glukosurie.

Andererseits sinkt der Glukosespiegel im Blut auch bei längerem Fasten nicht, da Glukose beim Abbau von Glykogen aus den Geweben in das Blut gelangt.

Kurze Beschreibung der Zusammensetzung, Struktur und ökologischen Rolle von Kohlenhydraten

Kohlenhydrate sind organische Substanzen, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen und die allgemeine Formel C n (H 2 O) m haben (für die überwiegende Mehrheit dieser Substanzen).

Der Wert von n ist entweder gleich m (für Monosaccharide) oder größer (für andere Kohlenhydratklassen). Die obige allgemeine Formel entspricht nicht der Desoxyribose.

Kohlenhydrate werden in Monosaccharide, Di(oligo)saccharide und Polysaccharide unterteilt. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung einzelner Vertreter jeder Kohlenhydratklasse.

Kurze Eigenschaften von Monosacchariden

Monosaccharide sind Kohlenhydrate, deren allgemeine Formel C n (H 2 O) n ist (Ausnahme ist Desoxyribose).

Klassifizierungen von Monosacchariden

Monosaccharide sind eine ziemlich große und komplexe Gruppe von Verbindungen und unterliegen daher einer komplexen Klassifizierung nach verschiedenen Kriterien:

1) Basierend auf der Anzahl der in einem Monosaccharidmolekül enthaltenen Kohlenstoffe werden Tetrosen, Pentosen, Hexosen und Heptosen unterschieden. Pentosen und Hexosen sind von größter praktischer Bedeutung;

2) Monosaccharide werden nach Funktionsgruppen in Ketosen und Aldosen unterteilt;

3) Basierend auf der Anzahl der im zyklischen Monosaccharidmolekül enthaltenen Atome werden Pyranosen (enthalten 6 Atome) und Furanosen (enthalten 5 Atome) unterschieden;

4) Basierend auf der räumlichen Anordnung des „Glucosid“-Hydroxids (dieses Hydroxid wird durch Addition eines Wasserstoffatoms an den Sauerstoff der Carbonylgruppe erhalten) werden Monosaccharide in Alpha- und Beta-Formen unterteilt. Schauen wir uns einige der wichtigsten Monosaccharide an, die in der Natur die größte biologische und ökologische Bedeutung haben.

Kurze Eigenschaften von Pentosen

Pentosen sind Monosaccharide, deren Molekül 5 Kohlenstoffatome enthält. Diese Stoffe können offenkettig und zyklisch sein, Aldosen und Ketosen, Alpha- und Betaverbindungen. Unter ihnen sind Ribose und Desoxyribose von größter praktischer Bedeutung.

Die allgemeine Formel von Ribose lautet C 5 H 10 O 5. Ribose ist einer der Stoffe, aus denen Ribonukleotide synthetisiert werden, aus denen anschließend verschiedene Ribonukleinsäuren (RNA) gewonnen werden. Daher ist die Furanose (fünfgliedrige) Alpha-Form der Ribose von größter Bedeutung (in den Formeln wird RNA in Form eines regelmäßigen Fünfecks dargestellt).

Die allgemeine Formel für Desoxyribose lautet C 5 H 10 O 4. Desoxyribose ist einer der Stoffe, aus denen Desoxyribonukleotide in Organismen synthetisiert werden; Letztere sind Ausgangsstoffe für die Synthese von Desoxyribonukleinsäuren (DNA). Am wichtigsten ist daher die zyklische Alpha-Form der Desoxyribose, der am zweiten Kohlenstoffatom im Zyklus ein Hydroxid fehlt.

Die offenkettigen Formen von Ribose und Desoxyribose sind Aldosen, d. h. sie enthalten 4 (3) Hydroxidgruppen und eine Aldehydgruppe. Beim vollständigen Abbau der Nukleinsäuren werden Ribose und Desoxyribose zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert; Dieser Prozess geht mit der Freisetzung von Energie einher.

Kurze Eigenschaften von Hexosen

Hexosen sind Monosaccharide, deren Moleküle sechs Kohlenstoffatome enthalten. Die allgemeine Formel von Hexosen lautet C 6 (H 2 O) 6 oder C 6 H 12 O 6. Alle Arten von Hexosen sind Isomere, die der obigen Formel entsprechen. Unter den Hexosen gibt es Ketosen, Aldosen, Alpha- und Betaformen von Molekülen, offenkettige und zyklische Formen sowie zyklische Pyranose- und Furanoseformen von Molekülen. Die wichtigsten in der Natur sind Glukose und Fruktose, auf die im Folgenden kurz eingegangen wird.

1. Glukose. Wie jede Hexose hat sie die allgemeine Formel C 6 H 12 O 6. Es gehört zu den Aldosen, d. h. es enthält eine funktionelle Aldehydgruppe und 5 Hydroxidgruppen (charakteristisch für Alkohole), daher ist Glucose ein mehrwertiger Aldehydalkohol (diese Gruppen liegen in offenkettiger Form vor, in der zyklischen Form liegt die Aldehydgruppe vor). fehlt, da es sich in eine Hydroxidgruppe namens „Glucosidhydroxid“ umwandelt). Die zyklische Form kann entweder fünfgliedrig (Furanose) oder sechsgliedrig (Pyranose) sein. Die Pyranoseform des Glucosemoleküls ist in der Natur von größter Bedeutung. Die zyklischen Pyranose- und Furanose-Formen können entweder Alpha- oder Beta-Formen sein, abhängig von der Position des glukosidischen Hydroxids relativ zu anderen Hydroxidgruppen im Molekül.

Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ist Glukose eine feste, weiße, kristalline Substanz mit süßem Geschmack (die Intensität dieses Geschmacks ähnelt der von Saccharose), ist in Wasser gut löslich und in der Lage, übersättigte Lösungen („Sirupe“) zu bilden. Da das Glukosemolekül asymmetrische Kohlenstoffatome enthält (d. h. Atome, die mit vier verschiedenen Radikalen verbunden sind), weisen Glukoselösungen optische Aktivität auf. Daher wird zwischen D-Glukose und L-Glukose unterschieden, die unterschiedliche biologische Aktivitäten aufweisen.

Aus biologischer Sicht ist die Fähigkeit der Glukose, nach folgendem Schema leicht zu oxidieren, am wichtigsten:

C 6 H 12 O 6 (Glukose) → (Zwischenstufen) → 6СO 2 + 6H 2 O.

Glukose ist im biologischen Sinne eine wichtige Verbindung, da sie aufgrund ihrer Oxidation vom Körper als universeller Nährstoff und leicht zugängliche Energiequelle genutzt wird.

2. Fruktose. Dies ist Ketose, ihre allgemeine Formel lautet C 6 H 12 O 6, d. h. es ist ein Glucose-Isomer, es zeichnet sich durch offenkettige und zyklische Formen aus. Das wichtigste ist Beta-B-Fructofuranose, kurz Beta-Fructose. Saccharose wird aus Beta-Fruktose und Alpha-Glukose hergestellt. Unter bestimmten Bedingungen kann Fructose durch eine Isomerisierungsreaktion in Glucose umgewandelt werden. Von den physikalischen Eigenschaften her ähnelt Fruktose der Glukose, ist aber süßer.

Kurze Eigenschaften von Disacchariden

Disaccharide sind Produkte der Dekodensationsreaktion identischer oder verschiedener Monosaccharidmoleküle.

Disaccharide sind eine der Arten von Oligosacchariden (eine kleine Anzahl von Monosaccharidmolekülen (identisch oder unterschiedlich) ist an der Bildung ihrer Moleküle beteiligt).

Der wichtigste Vertreter der Disaccharide ist Saccharose (Rüben- oder Rohrzucker). Saccharose ist ein Produkt der Wechselwirkung von Alpha-D-Glucopyranose (Alpha-Glucose) und Beta-D-Fructofuranose (Beta-Fructose). Seine allgemeine Formel lautet C 12 H 22 O 11. Saccharose ist eines der vielen Isomere von Disacchariden.

Hierbei handelt es sich um eine weiße kristalline Substanz, die in verschiedenen Zuständen vorliegt: grobkristallin („Zuckerlaibe“), feinkristallin (Kristallzucker), amorph (Puderzucker). Es löst sich gut in Wasser, insbesondere in heißem Wasser (im Vergleich zu heißem Wasser ist die Löslichkeit von Saccharose in kaltem Wasser relativ gering), daher ist Saccharose in der Lage, „übersättigte Lösungen“ zu bilden – Sirupe, die „zuzuckern“ können, d. h. die Bildung Es entsteht eine Bildung feinkristalliner Suspensionen. Konzentrierte Saccharoselösungen sind in der Lage, spezielle Glassysteme – Karamellen – zu bilden, die vom Menschen zur Herstellung bestimmter Süßigkeitenarten verwendet werden. Saccharose ist eine süße Substanz, ihr süßer Geschmack ist jedoch weniger intensiv als der von Fruktose.

Die wichtigste chemische Eigenschaft von Saccharose ist ihre Fähigkeit zur Hydrolyse, wodurch Alpha-Glucose und Beta-Fructose entstehen, die an Reaktionen des Kohlenhydratstoffwechsels beteiligt sind.

Für den Menschen ist Saccharose eines der wichtigsten Lebensmittel, da es eine Glukosequelle darstellt. Ein übermäßiger Verzehr von Saccharose ist jedoch schädlich, da er zu einer Störung des Kohlenhydratstoffwechsels führt, die mit dem Auftreten von Krankheiten einhergeht: Diabetes, Zahnerkrankungen, Fettleibigkeit.

Allgemeine Eigenschaften von Polysacchariden

Polysaccharide sind natürliche Polymere, die Produkte der Polykondensationsreaktion von Monosacchariden sind. Als Monomere für die Bildung von Polysacchariden können Pentosen, Hexosen und andere Monosaccharide verwendet werden. Praktisch am wichtigsten sind die Polykondensationsprodukte von Hexosen. Es sind auch Polysaccharide bekannt, deren Moleküle Stickstoffatome enthalten, beispielsweise Chitin.

Polysaccharide auf Hexosebasis haben die allgemeine Formel (C 6 H 10 O 5)n. Sie sind in Wasser unlöslich und einige von ihnen können kolloidale Lösungen bilden. Die wichtigsten dieser Polysaccharide sind verschiedene Sorten pflanzlicher und tierischer Stärke (letztere werden Glykogene genannt) sowie Sorten von Cellulose (Ballaststoffen).

Allgemeine Eigenschaften der Eigenschaften und ökologische Rolle von Stärke

Stärke ist ein Polysaccharid, das das Produkt der Polykondensationsreaktion von Alpha-Glucose (Alpha-D-Glucopyranose) ist. Aufgrund ihrer Herkunft werden Stärken in pflanzliche und tierische Stärken unterteilt. Tierische Stärken werden Glykogen genannt. Obwohl Stärkemoleküle im Allgemeinen eine gemeinsame Struktur und die gleiche Zusammensetzung haben, sind die individuellen Eigenschaften der aus verschiedenen Pflanzen gewonnenen Stärke unterschiedlich. Kartoffelstärke unterscheidet sich also von Maisstärke usw. Alle Stärkearten haben jedoch gemeinsame Eigenschaften. Dabei handelt es sich um feste, weiße, feinkristalline oder amorphe Substanzen, die sich bei Berührung „zerbrechlich“ anfühlen und in Wasser unlöslich sind. In heißem Wasser können sie jedoch kolloidale Lösungen bilden, die beim Abkühlen stabil bleiben. Stärke bildet sowohl Sole (zum Beispiel flüssiges Gelee) als auch Gele (zum Beispiel ist mit einem hohen Stärkegehalt zubereitetes Gelee eine gallertartige Masse, die mit einem Messer geschnitten werden kann).

Die Fähigkeit der Stärke, kolloidale Lösungen zu bilden, hängt mit der Kugelförmigkeit ihrer Moleküle zusammen (das Molekül ist zu einer Kugel zusammengerollt). Bei Kontakt mit warmem oder heißem Wasser dringen Wassermoleküle zwischen die Windungen der Stärkemoleküle ein, das Volumen des Moleküls nimmt zu und die Dichte der Substanz nimmt ab, was zum Übergang der Stärkemoleküle in einen für kolloidale Systeme charakteristischen mobilen Zustand führt . Die allgemeine Formel von Stärke: (C 6 H 10 O 5) n, die Moleküle dieser Substanz haben zwei Sorten, von denen eine Amylose genannt wird (es gibt keine Seitenketten in diesem Molekül) und die andere Amylopektin (die Moleküle) ist haben Seitenketten, in denen die Verbindung über eine Sauerstoffbrücke mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen erfolgt).

Die wichtigste chemische Eigenschaft, die die biologische und ökologische Rolle von Stärke bestimmt, ist ihre Fähigkeit zur Hydrolyse, wodurch letztendlich entweder das Disaccharid Maltose oder Alpha-Glucose entsteht (dies ist das Endprodukt der Stärkehydrolyse):

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 (Alphaglukose).

Der Prozess findet in Organismen unter der Wirkung einer ganzen Gruppe von Enzymen statt. Durch diesen Prozess wird der Körper mit Glukose angereichert, einem essentiellen Nährstoffbestandteil.

Eine qualitative Reaktion auf Stärke ist die Wechselwirkung mit Jod, die zu einer rotvioletten Farbe führt. Diese Reaktion wird zum Nachweis von Stärke in verschiedenen Systemen verwendet.

Die biologische und ökologische Rolle von Stärke ist recht groß. Dies ist einer der wichtigsten Reservestoffe in pflanzlichen Organismen, beispielsweise in Pflanzen der Getreidefamilie. Für Tiere ist Stärke der wichtigste trophische Stoff.

Kurze Beschreibung der Eigenschaften und der ökologischen und biologischen Rolle von Zellulose (Faser)

Cellulose (Ballaststoff) ist ein Polysaccharid, das ein Produkt der Polykondensationsreaktion von Beta-Glucose (Beta-D-Glucopyranose) ist. Seine allgemeine Formel lautet (C 6 H 10 O 5) n. Im Gegensatz zu Stärke sind Cellulosemoleküle streng linear und haben eine fibrilläre („filamentöse“) Struktur. Der Unterschied in der Struktur von Stärke- und Zellulosemolekülen erklärt den Unterschied in ihrer biologischen und umweltbezogenen Rolle. Cellulose ist weder eine Reserve- noch eine trophische Substanz, da sie von den meisten Organismen nicht verdaut werden kann (mit Ausnahme einiger Bakterienarten, die Cellulose hydrolysieren und Beta-Glucose absorbieren können). Zellulose ist nicht in der Lage, kolloidale Lösungen zu bilden, kann aber mechanisch starke filamentöse Strukturen bilden, die Schutz für einzelne Zellorganellen und mechanische Festigkeit für verschiedene Pflanzengewebe bieten. Cellulose wird wie Stärke unter bestimmten Bedingungen hydrolysiert und das Endprodukt ihrer Hydrolyse ist Beta-Glucose (Beta-D-Glucopyranose). In der Natur spielt dieser Prozess eine relativ geringe Rolle (aber er ermöglicht der Biosphäre, Zellulose zu „assimilieren“).

(C 6 H 10 O 5) n (Ballaststoffe) + n(H 2 O) → n(C 6 H 12 O 6) (Beta-Glucose oder Beta-D-Glucopyranose) (bei unvollständiger Hydrolyse der Ballaststoffe die Bildung von ein lösliches Disaccharid ist möglich - Cellobiose).

Unter natürlichen Bedingungen werden Ballaststoffe (nach dem Absterben der Pflanzen) zersetzt, was zur Bildung verschiedener Verbindungen führen kann. Durch diesen Prozess entstehen Humus (ein organischer Bestandteil des Bodens), verschiedene Arten von Kohle (Öl und Kohle entstehen aus den abgestorbenen Überresten verschiedener tierischer und pflanzlicher Organismen in Abwesenheit, also unter anaeroben Bedingungen, des gesamten Komplexes). an ihrer Bildung ist eine Menge organischer Substanzen beteiligt, darunter auch Kohlenhydrate).

Die ökologische und biologische Rolle von Ballaststoffen besteht darin, dass sie: a) schützend wirken; b) mechanisch; c) bildende Verbindung (für einige Bakterien erfüllt sie eine trophische Funktion). Abgestorbene Überreste pflanzlicher Organismen sind ein Substrat für einige Organismen – Insekten, Pilze und verschiedene Mikroorganismen.

Kurze Beschreibung der ökologischen und biologischen Rolle von Kohlenhydraten

Wenn wir das oben besprochene Material zu den Eigenschaften von Kohlenhydraten zusammenfassen, können wir die folgenden Schlussfolgerungen über ihre ökologische und biologische Rolle ziehen.

1. Sie erfüllen eine Konstruktionsfunktion sowohl in Zellen als auch im gesamten Körper, da sie Teil der Strukturen sind, die Zellen und Gewebe bilden (dies ist besonders typisch für Pflanzen und Pilze), zum Beispiel Zellmembranen, verschiedene Membranen usw. d. Darüber hinaus sind Kohlenhydrate an der Bildung biologisch notwendiger Substanzen beteiligt, die eine Reihe von Strukturen bilden, beispielsweise an der Bildung von Nukleinsäuren, die die Grundlage von Chromosomen bilden; Kohlenhydrate sind Teil komplexer Proteine ​​– Glykoproteine, die eine gewisse Bedeutung bei der Bildung von Zellstrukturen und Interzellularsubstanz haben.

2. Die wichtigste Funktion von Kohlenhydraten ist die trophische Funktion, die darin besteht, dass viele von ihnen Nahrungsprodukte heterotropher Organismen sind (Glukose, Fruktose, Stärke, Saccharose, Maltose, Laktose usw.). Diese Stoffe bilden in Kombination mit anderen Verbindungen Nahrungsmittel für den Menschen (verschiedene Getreidearten; Früchte und Samen einzelner Pflanzen, die Kohlenhydrate enthalten, sind Nahrung für Vögel, und Monosaccharide, die in einen Kreislauf verschiedener Umwandlungen eintreten, tragen dazu bei die Bildung eigener Kohlenhydrate, die für einen bestimmten Organismus charakteristisch sind, sowie für andere organisch-biochemische Verbindungen (Fette, Aminosäuren (aber nicht deren Proteine), Nukleinsäuren usw.).

3. Kohlenhydrate zeichnen sich auch durch eine Energiefunktion aus, die darin besteht, dass Monosaccharide (insbesondere Glukose) in Organismen leicht oxidiert werden (das Endprodukt der Oxidation ist CO 2 und H 2 O) und eine große Menge Energie freisetzt freigesetzt, begleitet von der Synthese von ATP.

4. Sie haben auch eine Schutzfunktion, die darin besteht, dass aus Kohlenhydraten Strukturen (und bestimmte Organellen in der Zelle) entstehen, die entweder die Zelle oder den gesamten Organismus vor verschiedenen Schäden, auch mechanischen (z. B. Chitinhüllen), schützen von Insekten, die das Exoskelett bilden, Zellwände von Pflanzen und viele Pilze, einschließlich Zellulose usw.).

5. Eine wichtige Rolle spielen die mechanischen und formbildenden Funktionen von Kohlenhydraten, die die Fähigkeit von Strukturen darstellen, die entweder aus Kohlenhydraten oder in Kombination mit anderen Verbindungen gebildet werden, dem Körper eine bestimmte Form zu geben und ihn mechanisch stark zu machen; So bilden die Zellmembranen mechanischer Gewebe und Xylemgefäße das Gerüst (Innenskelett) von Gehölzen, Sträuchern und krautigen Pflanzen, Chitin bildet das Außenskelett von Insekten usw.

Kurzcharakteristik des Kohlenhydratstoffwechsels in einem heterotrophen Organismus (am Beispiel des menschlichen Körpers)

Eine wichtige Rolle beim Verständnis von Stoffwechselvorgängen spielt die Kenntnis der Umwandlungen, denen Kohlenhydrate in heterotrophen Organismen unterliegen. Im menschlichen Körper wird dieser Vorgang durch die folgende schematische Beschreibung charakterisiert.

Kohlenhydrate aus der Nahrung gelangen über die Mundhöhle in den Körper. Monosaccharide werden im Verdauungssystem praktisch nicht umgewandelt, Disaccharide werden zu Monosacchariden hydrolysiert und Polysaccharide unterliegen recht erheblichen Umwandlungen (dies gilt für Polysaccharide, die der Körper als Nahrung aufnimmt, und für Kohlenhydrate, die keine Nahrungssubstanzen sind, zum Beispiel Zellulose). , einige Pektine, werden mit dem Kot aus dem Körper ausgeschieden).

In der Mundhöhle wird die Nahrung zerkleinert und homogenisiert (wird gleichmäßiger als vor dem Eintritt in die Mundhöhle). Die Nahrung wird durch den von den Speicheldrüsen abgesonderten Speichel beeinflusst. Es enthält Ptyalin und reagiert alkalisch, wodurch die primäre Hydrolyse von Polysacchariden beginnt, was zur Bildung von Oligosacchariden (Kohlenhydraten mit einem kleinen n-Wert) führt.

Ein Teil der Stärke kann sogar in Disaccharide umgewandelt werden, was sich bei längerem Brotkauen bemerkbar macht (saures Schwarzbrot wird süß).

Gekaute Nahrung, reichlich mit Speichel verarbeitet und von den Zähnen zerkleinert, gelangt in Form eines Nahrungsbolus durch die Speiseröhre in den Magen, wo sie saurem Magensaft ausgesetzt wird, der Enzyme enthält, die auf Proteine ​​und Nukleinsäuren einwirken. Den Kohlenhydraten passiert im Magen fast nichts.

Anschließend gelangt der Nahrungsbrei in den ersten Darmabschnitt (Dünndarm), beginnend mit dem Zwölffingerdarm. Es erhält Pankreassaft (Pankreassekret), der einen Komplex von Enzymen enthält, die die Verdauung von Kohlenhydraten fördern. Kohlenhydrate werden in Monosaccharide umgewandelt, die wasserlöslich und resorbierbar sind. Nahrungskohlenhydrate werden schließlich im Dünndarm verdaut und dort, wo sich die Zotten befinden, vom Blut aufgenommen und gelangen in den Kreislauf.

Mit dem Blutkreislauf werden Monosaccharide zu verschiedenen Geweben und Zellen des Körpers transportiert, doch zunächst passiert das gesamte Blut die Leber (dort wird es von schädlichen Stoffwechselprodukten befreit). Im Blut liegen Monosaccharide hauptsächlich in Form von Alpha-Glucose vor (aber auch andere Hexose-Isomere wie Fructose können vorhanden sein).

Wenn der Blutzuckerspiegel unter dem Normalwert liegt, wird ein Teil des in der Leber enthaltenen Glykogens zu Glukose hydrolysiert. Ein zu hoher Kohlenhydratgehalt kennzeichnet eine schwere menschliche Krankheit – Diabetes.

Aus dem Blut gelangen Monosaccharide in die Zellen, wo der größte Teil davon für die Oxidation (in den Mitochondrien) aufgewendet wird, bei der ATP synthetisiert wird, das Energie in einer für den Körper „bequemen“ Form enthält. ATP wird für verschiedene Prozesse aufgewendet, die Energie erfordern (Synthese der vom Körper benötigten Substanzen, Durchführung physiologischer und anderer Prozesse).

Ein Teil der Kohlenhydrate in der Nahrung wird für die Synthese von Kohlenhydraten eines bestimmten Organismus verwendet, die für die Bildung von Zellstrukturen erforderlich sind, oder von Verbindungen, die für die Bildung von Substanzen anderer Verbindungsklassen (wie Fette, Nukleinsäuren usw.) erforderlich sind aus Kohlenhydraten gewonnen). Die Fähigkeit von Kohlenhydraten, sich in Fette umzuwandeln, ist eine der Ursachen für Fettleibigkeit, eine Krankheit, die einen Komplex anderer Krankheiten mit sich bringt.

Folglich ist der Verzehr übermäßiger Mengen an Kohlenhydraten schädlich für den menschlichen Körper, was bei der Organisation einer ausgewogenen Ernährung berücksichtigt werden muss.

Bei autotrophen Pflanzenorganismen ist der Kohlenhydratstoffwechsel etwas anders. Kohlenhydrate (Monosaccharide) werden vom Körper mithilfe von Sonnenenergie aus Kohlendioxid und Wasser selbst synthetisiert. Di-, Oligo- und Polysaccharide werden aus Monosacchariden synthetisiert. Einige Monosaccharide sind an der Synthese von Nukleinsäuren beteiligt. Eine bestimmte Menge an Monosacchariden (Glukose) wird von pflanzlichen Organismen bei den Atmungsprozessen zur Oxidation verwendet, bei der (wie bei heterotrophen Organismen) ATP synthetisiert wird.

Eine der wichtigsten Funktionen in lebenden Organismen wird von Kohlenhydraten übernommen. Sie sind Energielieferant und am Stoffwechsel beteiligt.

allgemeine Beschreibung

Eine andere Bezeichnung für Kohlenhydrate ist Zucker. Kohlenhydrate haben zwei Definitionen:

• aus biologischer Sicht - biologisch aktive Substanzen, die eine Energiequelle für lebende Organismen, einschließlich des Menschen, darstellen;
• Aus chemischer Sicht handelt es sich um organische Verbindungen, die aus mehreren Carbonyl- (-CO) und Hydroxylgruppen (-OH) bestehen.

Elemente, die ein Kohlenhydrat bilden:

• Kohlenstoff;
• Wasserstoff;
• Sauerstoff.

Die allgemeine Formel von Kohlenhydraten lautet C n (H 2 O) m. Die Mindestanzahl an Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen beträgt drei. Das Verhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff beträgt immer 2:1, wie in einem Wassermolekül.

Die Quelle von Kohlenhydraten ist der Prozess der Photosynthese. Kohlenhydrate machen 80 % der pflanzlichen Trockenmasse und 2–3 % der tierischen Substanz aus. Kohlenhydrate sind Teil von ATP, einer universellen Energiequelle.

Arten

Kohlenhydrate sind eine große Gruppe organischer Substanzen. Sie werden nach zwei Kriterien klassifiziert:

• Anzahl der Kohlenstoffatome;
• Anzahl der Struktureinheiten.

Abhängig von der Anzahl der Kohlenstoffatome in einem Molekül (Struktureinheit) wird unterschieden:

• Triosen;
• Tetrosen;

• Pentosen;
• Hexosen;
• Heptosen.

Das Molekül kann bis zu neun Kohlenstoffatome enthalten. Am bedeutendsten sind Pentosen (C 5 H 10 O 5) und Hexosen (C 6 H 12 O 6). Pentosen sind Bestandteile von Nukleinsäuren. Hexosen sind Bestandteil von Polysacchariden.

Reis. 1. Monosaccharidstruktur.

Nach dem zweiten Klassifizierungskriterium sind Kohlenhydrate:

• einfach bestehend aus einem Molekül oder einer Struktureinheit (Monosaccharide);
• Komplex, darunter viele Moleküle (Oligosaccharide, Polysaccharide).

Merkmale komplexer Strukturen werden in der Kohlenhydrattabelle beschrieben.

Reis. 2. Polysaccharidstruktur.

Eine der bedeutendsten Arten von Oligosacchariden sind Disaccharide, die aus zwei Monosacchariden bestehen. Sie dienen als Glukosequelle und erfüllen in Pflanzen eine Aufbaufunktion.

Physikalische Eigenschaften

Monosaccharide und Oligosaccharide haben ähnliche physikalische Eigenschaften:

• Kristallstruktur;
• süßer Geschmack;
• Löslichkeit in Wasser;
• Transparenz;
• neutraler pH-Wert in Lösung;
• niedrige Schmelz- und Siedepunkte.

Polysaccharide sind komplexere Substanzen. Sie sind unlöslich und haben keinen süßen Geschmack. Cellulose ist eine Art Polysaccharid, das Teil der Zellwände von Pflanzen ist. Chitin kommt, ähnlich wie Zellulose, in Pilzen und Arthropodenschalen vor. Stärke reichert sich in Pflanzen an und zerfällt in einfache Kohlenhydrate, die eine Energiequelle darstellen. In tierischen Zellen erfüllt Glykogen eine Reservefunktion.

Chemische Eigenschaften

Jedes Kohlenhydrat weist je nach Struktur besondere chemische Eigenschaften auf. Monosaccharide, insbesondere Glucose, unterliegen einer mehrstufigen Oxidation (in Abwesenheit und Anwesenheit von Sauerstoff). Durch vollständige Oxidation entstehen Kohlendioxid und Wasser:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O.

In Abwesenheit von Sauerstoff erfolgt die Fermentation unter Einwirkung von Enzymen:

• Alkohol-

  C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH (Ethanol) + 2CO 2;

• Milchsäure-

  C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH(OH)-COOH (Milchsäure).

Andernfalls interagieren Polysaccharide mit Sauerstoff und verbrennen zu Kohlendioxid und Wasser:

(C 6 H 10 O 5)n + 6O 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O.

Oligosaccharide und Polysaccharide zerfallen bei der Hydrolyse in Monosaccharide:

• C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6;
• (C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6.

Glucose reagiert mit Kupfer(II)-hydroxid und einer Ammoniaklösung von Silberoxid (Silberspiegelreaktion):

• CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2Cu(OH) 2 → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O;
• CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2OH → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COONH 4 + 2Ag↓ +3NH 3 + H 2 O.

Reis. 3. Reaktion des Silberspiegels.

Was haben wir gelernt?

Aus dem Chemiethema der 10. Klasse haben wir etwas über Kohlenhydrate gelernt. Dabei handelt es sich um bioorganische Verbindungen, die aus einer oder mehreren Struktureinheiten bestehen. Eine Einheit oder ein Molekül besteht aus Carbonyl- und Hydroxylgruppen. Es gibt Monosaccharide, die aus einem Molekül bestehen, Oligosaccharide, die aus 2–10 Molekülen bestehen, und Polysaccharide – lange Ketten aus vielen Monosacchariden. Kohlenhydrate schmecken süß und sind gut wasserlöslich (mit Ausnahme von Polysacchariden). Monosaccharide lösen sich in Wasser, oxidieren und interagieren mit Kupferhydroxid und Silberammoniakoxid. Polysaccharide und Oligosaccharide unterliegen einer Hydrolyse. Polysaccharide brennen.

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Auswertung des Berichts

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In diesem Material werden wir solche Informationen vollständig verstehen wie:

• Was sind Kohlenhydrate?
• Was sind die „richtigen“ Kohlenhydratquellen und wie kann man sie in die Ernährung integrieren?
• Was ist der glykämische Index?
• Wie werden Kohlenhydrate abgebaut?
• Werden sie nach der Verarbeitung wirklich zu Fett am Körper?

Beginnen wir mit der Theorie

Kohlenhydrate (auch Saccharide genannt) sind organische Verbindungen natürlichen Ursprungs, die hauptsächlich in der Pflanzenwelt vorkommen. Sie entstehen in Pflanzen bei der Photosynthese und kommen in fast allen pflanzlichen Nahrungsmitteln vor. Kohlenhydrate enthalten Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Kohlenhydrate gelangen hauptsächlich über die Nahrung (in Getreide, Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und anderen Produkten) in den menschlichen Körper und werden auch aus bestimmten Säuren und Fetten hergestellt.

Kohlenhydrate sind nicht nur die Hauptenergiequelle des Menschen, sondern erfüllen auch eine Reihe weiterer Funktionen:

Betrachtet man Kohlenhydrate ausschließlich unter dem Gesichtspunkt des Muskelaufbaus, dann fungieren sie natürlich als zugängliche Energiequelle. Im Allgemeinen sind die Energiereserven des Körpers in Fettdepots enthalten (ca. 80 %), Proteindepots – 18 % und Kohlenhydrate machen nur 2 % aus.

Wichtig: Kohlenhydrate reichern sich im menschlichen Körper in Verbindung mit Wasser an (1 g Kohlenhydrate erfordern 4 g Wasser). Da Fettdepots jedoch kein Wasser benötigen, ist es einfacher, sie anzusammeln und dann als Ersatzenergiequelle zu nutzen.

Alle Kohlenhydrate können in zwei Arten unterteilt werden (siehe Bild): einfache (Monosaccharide und Disaccharide) und komplexe (Oligosaccharide, Polysaccharide, Ballaststoffe).

Monosaccharide (einfache Kohlenhydrate)

Sie enthalten eine Zuckergruppe, zum Beispiel: Glucose, Fructor, Galactose. Und nun zu jedem einzelnen im Detail.

Glucose- ist der wichtigste „Treibstoff“ des menschlichen Körpers und versorgt das Gehirn mit Energie. Es ist auch am Prozess der Glykogenbildung beteiligt und für die normale Funktion der roten Blutkörperchen werden etwa 40 g Glukose pro Tag benötigt. Zusammen mit der Nahrung nimmt ein Mensch etwa 18 g zu sich, die Tagesdosis beträgt 140 g (notwendig für das reibungslose Funktionieren des Zentralnervensystems).

Es stellt sich natürlich die Frage: Woher bekommt der Körper die für seine Arbeit notwendige Menge an Glukose? Das wichtigste zuerst. Im menschlichen Körper ist alles bis ins kleinste Detail durchdacht und Glukosereserven werden in Form von Glykogenverbindungen gespeichert. Und sobald der Körper „Auftanken“ benötigt, werden einige der Moleküle abgebaut und verwertet.

Der Blutzuckerspiegel ist ein relativ konstanter Wert und wird durch ein spezielles Hormon (Insulin) reguliert. Sobald ein Mensch viele Kohlenhydrate zu sich nimmt und der Glukosespiegel stark ansteigt, übernimmt Insulin, das die Menge auf das erforderliche Niveau reduziert. Und Sie müssen sich keine Gedanken über die Menge an Kohlenhydraten machen, die Sie zu sich nehmen; genau so viel, wie Ihr Körper benötigt, gelangt in Ihren Blutkreislauf (aufgrund der Wirkung von Insulin).

Zu den glukosereichen Lebensmitteln gehören:

• Trauben - 7,8 %;
• Kirschen und Süßkirschen – 5,5 %;
• Himbeeren – 3,9 %;
• Kürbis – 2,6 %;
• Karotten - 2,5 %.

Wichtig: Die Süße von Glukose erreicht 74 Einheiten und Saccharose - 100 Einheiten.

Fruktose ist ein natürlich vorkommender Zucker, der in Gemüse und Obst vorkommt. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass der Verzehr von Fruktose in großen Mengen nicht nur keinen Nutzen bringt, sondern auch Schaden anrichtet. Große Mengen Fruktose gelangen in den Darm und verursachen eine erhöhte Insulinsekretion. Und wenn Sie gerade keine aktive körperliche Aktivität ausüben, wird die gesamte Glukose in Form von Fettdepots gespeichert. Die Hauptquellen für Fruktose sind Lebensmittel wie:

• Trauben und Äpfel;
• Melonen und Birnen;

Fruktose ist viel süßer als Glukose (2,5-mal), zerstört aber trotzdem nicht die Zähne und verursacht keine Karies. Galaktose liegt fast nie in freier Form vor, sondern ist meist ein Bestandteil des Milchzuckers, der Laktose genannt wird.

Disaccharide (einfache Kohlenhydrate)

Disaccharide bestehen immer aus Einfachzuckern (2 Moleküle) und einem Molekül Glucose (Saccharose, Maltose, Lactose). Schauen wir uns jeden einzelnen genauer an.

Saccharose besteht aus Fructose- und Glucosemolekülen. Am häufigsten findet man ihn im Alltag in Form von gewöhnlichem Zucker, den wir beim Kochen verwenden und einfach in den Tee geben. Es ist also dieser Zucker, der sich in der Unterhautfettschicht ablagert, sodass Sie sich auch im Tee nicht von der konsumierten Menge mitreißen lassen sollten. Die Hauptquellen für Saccharose sind Zucker und Rüben, Pflaumen und Marmelade, Eiscreme und Honig.

Maltose ist eine Verbindung aus 2 Glukosemolekülen, die in großen Mengen in Produkten wie Bier, Melasse, Honig, Melasse und allen Süßwarenprodukten vorkommt. Laktose kommt vor allem in Milchprodukten vor und wird im Darm aufgespalten und in Galaktose und Glukose umgewandelt. Der meiste Laktosegehalt ist in Milch, Hüttenkäse und Kefir enthalten.

Nachdem wir uns nun mit den einfachen Kohlenhydraten befasst haben, ist es an der Zeit, zu den komplexen Kohlenhydraten überzugehen.

Komplexe Kohlenhydrate

Alle komplexen Kohlenhydrate lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

• Diejenigen, die verdaulich sind (Stärke);
• Diejenigen, die nicht verdaulich sind (Ballaststoffe).

Stärke ist die Hauptkohlenhydratquelle und bildet die Grundlage der Ernährungspyramide. Der Großteil davon kommt in Getreide, Hülsenfrüchten und Kartoffeln vor. Die Hauptquellen für Stärke sind Buchweizen, Haferflocken, Graupen sowie Linsen und Erbsen.

Wichtig: Nehmen Sie Ofenkartoffeln in Ihre Ernährung auf, die reich an Kalium und anderen Mineralien sind. Dies ist besonders wichtig, da beim Kochen die Stärkemoleküle aufquellen und den Nährwert des Produkts verringern. Das heißt, das Produkt kann zunächst 70 % enthalten, nach dem Kochen sind jedoch möglicherweise nicht einmal 20 % übrig.

Ballaststoffe spielen eine sehr wichtige Rolle für die Funktion des menschlichen Körpers. Mit seiner Hilfe wird die Funktion des Darms und des gesamten Magen-Darm-Trakts normalisiert. Außerdem schafft es den notwendigen Nährboden für die Entwicklung wichtiger Mikroorganismen im Darm. Der Körper verdaut Ballaststoffe praktisch nicht, sorgt aber für ein schnelles Sättigungsgefühl. Zur Vorbeugung von Übergewicht werden Gemüse, Obst und Vollkornbrot (mit hohem Ballaststoffgehalt) eingesetzt (da sie schnell ein Sättigungsgefühl hervorrufen).

Kommen wir nun zu anderen Prozessen im Zusammenhang mit Kohlenhydraten.

Wie der Körper Kohlenhydrate speichert

Die Kohlenhydratreserven des menschlichen Körpers befinden sich in den Muskeln (2/3 der Gesamtmenge) und der Rest in der Leber. Der Gesamtvorrat reicht nur für 12-18 Stunden. Und wenn die Reserven nicht wieder aufgefüllt werden, kommt es zu einer Unterversorgung des Körpers und er synthetisiert die benötigten Stoffe aus Proteinen und Stoffwechselzwischenprodukten. Dadurch können die Glykogenreserven in der Leber erheblich erschöpft sein, was zur Ablagerung von Fetten in den Zellen führt.

Aus Versehen reduzieren viele Menschen, die abnehmen, um ein „effektiveres“ Ergebnis zu erzielen, die Menge an Kohlenhydraten, die sie zu sich nehmen, deutlich, in der Hoffnung, dass der Körper die Fettreserven aufbraucht. Tatsächlich werden zuerst Proteine ​​verbraucht und erst dann die Fettdepots. Es ist wichtig zu bedenken, dass eine große Menge an Kohlenhydraten nur dann zu einer schnellen Gewichtszunahme führt, wenn sie in großen Portionen in den Körper gelangen (und außerdem schnell verdaut werden müssen).

Kohlenhydratstoffwechsel

Der Kohlenhydratstoffwechsel hängt davon ab, wie viel Glukose sich im Kreislauf befindet, und gliedert sich in drei Arten von Prozessen:

• Glykolyse – Glukose und andere Zucker werden abgebaut, woraufhin die erforderliche Energiemenge erzeugt wird;
• Glykogenese – Glykogen und Glukose werden synthetisiert;
• Glykonogenese – der Prozess des Abbaus von Glycerin, Aminosäuren und Milchsäure in Leber und Nieren produziert die notwendige Glukose.

Am frühen Morgen (nach dem Aufwachen) sinken die Blutzuckerreserven aus einem einfachen Grund stark: Mangel an Nachschub in Form von Obst, Gemüse und anderen glukosehaltigen Lebensmitteln. Der Körper wird auch durch seine eigenen Kräfte angetrieben, die zu 75 % im Prozess der Glykolyse und zu 25 % in der Gluconeogenese erfolgen. Das heißt, es stellt sich heraus, dass die Morgenzeit als optimal gilt, um vorhandene Fettreserven als Energiequelle zu nutzen. Und wenn man dazu noch leichte Cardio-Übungen hinzufügt, kann man ein paar Pfunde mehr loswerden.

Nun kommen wir endlich zum praktischen Teil der Frage: Welche Kohlenhydrate sind für Sportler gut und in welchen Mengen sollten sie optimal verzehrt werden?

Kohlenhydrate und Bodybuilding: Wer, was, wie viel

Ein paar Worte zum glykämischen Index

Wenn es um Kohlenhydrate geht, kommt man nicht umhin, den Begriff „glykämischer Index“ zu erwähnen – also die Geschwindigkeit, mit der Kohlenhydrate aufgenommen werden. Es ist ein Indikator dafür, wie schnell ein bestimmtes Produkt die Glukosemenge im Blut erhöhen kann. Der höchste glykämische Index beträgt 100 und bezieht sich auf die Glukose selbst. Nach dem Verzehr von Nahrungsmitteln mit einem hohen glykämischen Index beginnt der Körper, Kalorien zu speichern und Fettdepots unter der Haut abzulagern. Alle Lebensmittel mit einem hohen GI-Wert sind also sichere Begleiter für eine schnelle Gewichtszunahme.

Produkte mit einem niedrigen GI-Index sind eine Kohlenhydratquelle, die den Körper über lange Zeit konstant und gleichmäßig ernährt und für einen systematischen Glukosefluss ins Blut sorgt. Mit ihrer Hilfe können Sie Ihren Körper richtig auf ein langfristiges Sättigungsgefühl einstellen und Ihren Körper auf aktive körperliche Aktivität im Fitnessstudio vorbereiten. Es gibt sogar spezielle Tabellen für Lebensmittel, die den glykämischen Index angeben (siehe Bild).

Der Bedarf des Körpers an Kohlenhydraten und die richtigen Quellen

Jetzt ist der Moment gekommen, in dem wir herausfinden, wie viele Kohlenhydrate wir in Gramm zu uns nehmen müssen. Es ist logisch anzunehmen, dass Bodybuilding ein sehr energieaufwendiger Prozess ist. Wenn Sie also möchten, dass die Qualität Ihres Trainings nicht leidet, müssen Sie Ihrem Körper eine ausreichende Menge an „langsamen“ Kohlenhydraten (ca. 60-65 %) zuführen.

• Dauer der Ausbildung;
• Belastungsintensität;
• Stoffwechselraten im Körper.

Es ist wichtig zu bedenken, dass Sie die Menge von 100 g pro Tag nicht unterschreiten müssen und außerdem 25–30 g Ballaststoffe als Reserve haben müssen.

Denken Sie daran, dass ein normaler Mensch etwa 250–300 g Kohlenhydrate pro Tag zu sich nimmt. Für diejenigen, die im Fitnessstudio mit Gewichten trainieren, erhöht sich die Tagesnorm und erreicht 450-550 g. Dennoch müssen sie richtig und zum richtigen Zeitpunkt (in der ersten Tageshälfte) eingesetzt werden. Warum müssen Sie das tun? Das Schema ist einfach: In der ersten Tageshälfte (nach dem Schlafen) sammelt der Körper Kohlenhydrate an, um seinen Körper damit zu „füttern“ (was für Muskelglykogen notwendig ist). Die verbleibende Zeit (nach 12 Stunden) lagern sich die Kohlenhydrate ruhig in Form von Fett ab. Halten Sie sich also an die Regel: Morgens mehr, abends weniger. Nach dem Training ist es wichtig, die Regeln des Protein-Kohlenhydrat-Fensters einzuhalten.

Wichtig: Protein-Kohlenhydrat-Fenster – ein kurzer Zeitraum, in dem der menschliche Körper in der Lage ist, eine erhöhte Menge an Nährstoffen aufzunehmen (zur Wiederherstellung der Energie- und Muskelreserven).

Es ist bereits klar geworden, dass der Körper ständig mit Nährstoffen in Form von „richtigen“ Kohlenhydraten versorgt werden muss. Um die quantitativen Werte zu verstehen, betrachten Sie die folgende Tabelle.

Der Begriff „richtige“ Kohlenhydrate umfasst Stoffe mit hoher biologischer Wertigkeit (Kohlenhydratmenge pro 100 g Produkt) und niedrigem glykämischen Index. Dazu gehören Produkte wie:

• Gebackene oder gekochte Kartoffeln in der Schale;
• Verschiedene Breisorten (Haferflocken, Graupen, Buchweizen, Weizen);
• Backwaren aus Vollkornmehl und Kleie;
• Teigwaren (aus Hartweizen);
• Fruktose- und glukosearme Früchte (Grapefruits, Äpfel, Pampelmusen);
• Gemüse ist faserig und stärkehaltig (Rüben und Karotten, Kürbis und Zucchini).

Dies sind die Lebensmittel, die in Ihre Ernährung aufgenommen werden sollten.

Der ideale Zeitpunkt, um Kohlenhydrate zu sich zu nehmen

Der beste Zeitpunkt, eine Portion Kohlenhydrate zu sich zu nehmen, ist:

• Zeit nach dem Morgenschlaf;
• Vor dem Training;
• Nach dem Training;
• Während dem Training.

Darüber hinaus ist jede der Perioden wichtig und unter ihnen gibt es keine mehr oder weniger passende. Auch morgens können Sie neben gesunden und langsamen Kohlenhydraten auch etwas Süßes essen (eine kleine Menge schnelle Kohlenhydrate).

Bevor Sie zum Training gehen (2-3 Stunden vorher), müssen Sie Ihren Körper mit Kohlenhydraten mit durchschnittlichen glykämischen Indexwerten versorgen. Essen Sie zum Beispiel Nudeln oder Mais-/Reisbrei. Dadurch wird die notwendige Energieversorgung für Muskeln und Gehirn sichergestellt.

Während des Trainings im Fitnessstudio können Sie auf Zwischenernährung zurückgreifen, also kohlenhydrathaltige Getränke trinken (200 ml alle 20 Minuten). Das bringt doppelte Vorteile:

• Auffüllung der Flüssigkeitsreserven im Körper;
• Auffüllung des Muskelglykogendepots.

Nach dem Training nimmst du am besten einen gesättigten Protein-Kohlenhydrat-Shake und isst 1-1,5 Stunden nach Abschluss des Trainings eine herzhafte Mahlzeit. Am besten eignen sich hierfür Buchweizen- oder Graupenbrei oder Kartoffeln.

Jetzt ist es an der Zeit, über die Rolle von Kohlenhydraten beim Muskelaufbau zu sprechen.

Helfen Kohlenhydrate beim Muskelaufbau?

Es ist allgemein anerkannt, dass nur Proteine ​​der Baustoff für Muskeln sind und nur diese aufgenommen werden müssen, um Muskelmasse aufzubauen. Tatsächlich ist dies nicht ganz richtig. Darüber hinaus helfen Kohlenhydrate nicht nur beim Muskelaufbau, sie können auch dabei helfen, zusätzliche Pfunde zu verlieren. Aber das alles ist nur möglich, wenn sie richtig konsumiert werden.

Wichtig: Damit 0,5 kg Muskeln im Körper entstehen, müssen Sie 2500 Kalorien verbrennen. Da Proteine ​​diese Menge natürlich nicht liefern können, helfen Kohlenhydrate. Sie versorgen den Körper mit der notwendigen Energie und schützen Proteine ​​vor der Zerstörung, sodass sie als Baumaterial für die Muskeln dienen können. Kohlenhydrate fördern zudem eine schnelle Fettverbrennung. Dies liegt daran, dass eine ausreichende Menge an Kohlenhydraten zum Verbrauch von Fettzellen beiträgt, die während des Trainings ständig verbrannt werden.

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass je nach Trainingsniveau des Sportlers seine Muskeln einen größeren Vorrat an Glykogen speichern können. Um Muskelmasse aufzubauen, müssen Sie pro Kilogramm Körper 7 g Kohlenhydrate zu sich nehmen. Vergessen Sie nicht, dass mit der Aufnahme von mehr Kohlenhydraten auch die Belastungsintensität erhöht werden sollte.

Damit Sie alle Eigenschaften von Nährstoffen vollständig verstehen und wissen, was und wie viel Sie zu sich nehmen müssen (je nach Alter, körperlicher Aktivität und Geschlecht), lesen Sie die folgende Tabelle sorgfältig durch.

• Gruppe 1 – überwiegend geistige/sitzende Tätigkeit.
• Gruppe 2 – Dienstleistungssektor/aktive sitzende Tätigkeit.
• Gruppe 3 – mittelschwere Arbeiten – Mechaniker, Maschinenbediener.
• Gruppe 4 – harte Arbeit – Bauarbeiter, Ölarbeiter, Metallurgen.
• Gruppe 5 – sehr harte Arbeit – Bergleute, Stahlarbeiter, Lader, Sportler während der Wettkampfzeit.

Und jetzt die Ergebnisse

Damit die Effektivität Ihres Trainings immer optimal ist und Sie viel Kraft und Energie dafür haben, ist es wichtig, bestimmte Regeln einzuhalten:

• Die Ernährung sollte zu 65-70 % aus Kohlenhydraten bestehen und diese sollten „richtig“ sein und einen niedrigen glykämischen Index haben;
• Vor dem Training müssen Sie Lebensmittel mit durchschnittlichen GI-Werten zu sich nehmen, nach dem Training – mit niedrigem GI;
• Das Frühstück sollte möglichst reichhaltig sein und in der ersten Tageshälfte sollten Sie den Großteil der Tagesdosis an Kohlenhydraten zu sich nehmen;
• Achten Sie beim Kauf von Produkten auf die Tabelle mit dem glykämischen Index und wählen Sie Produkte mit mittleren und niedrigen GI-Werten aus.
• Wenn Sie Lebensmittel mit hohen GI-Werten (Honig, Marmelade, Zucker) essen möchten, tun Sie dies besser morgens;
• Nehmen Sie mehr Getreide in Ihre Ernährung auf und verzehren Sie es regelmäßig;
• Denken Sie daran, dass Kohlenhydrate Proteine ​​beim Aufbau von Muskelmasse unterstützen. Wenn also über einen längeren Zeitraum kein greifbares Ergebnis erzielt wird, müssen Sie Ihre Ernährung und die Menge der aufgenommenen Kohlenhydrate überdenken.
• Essen Sie nicht süße Früchte und Ballaststoffe;
• Denken Sie an Vollkornbrot und Ofenkartoffeln in der Schale;
• Aktualisieren Sie Ihr Wissen über Gesundheit und Bodybuilding ständig.

Wenn Sie sich an diese einfachen Regeln halten, wird Ihre Energie spürbar gesteigert und die Effektivität Ihres Trainings erhöht.

Statt einer Schlussfolgerung

Daher möchte ich sagen, dass Sie die Ausbildung intelligent und kompetent angehen müssen. Das heißt, Sie müssen sich nicht nur daran erinnern, welche Übungen, wie man sie macht und wie viele Ansätze es gibt. Achten Sie aber auch auf die Ernährung, denken Sie an Proteine, Fette, Kohlenhydrate und Wasser. Denn erst die Kombination aus richtigem Training und hochwertiger Ernährung ermöglicht es Ihnen, schnell Ihr angestrebtes Ziel zu erreichen – einen schönen, athletischen Körper. Produkte sollten nicht nur ein Set sein, sondern ein Mittel, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Denken Sie also nicht nur im Fitnessstudio, sondern auch beim Essen daran.

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Für eine normale Funktion des Körpers ist Energie erforderlich, die der Mensch über Kohlenhydrate und Fette erhält. Je aktiver ein Mensch ist, desto mehr Energie verbraucht er.

Beispielsweise benötigt ein Sportler aufgrund intensiver körperlicher Aktivität mehr davon als der Durchschnittsmensch.

Wo kommen Kohlenhydrate vor und woraus bestehen sie?

Etwas weniger in Roggen- und Weizenbrot, Bohnen, Schokolade und Kuchen.

Bei minimaler Wärmebehandlung, etwa beim Kochen von leicht gegartem Brei oder beim Backen von Vollkornbrot, behalten Kohlenhydrate ihre wohltuenden Eigenschaften.

Kohlenhydrate enthalten Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Der Verzehr großer Mengen davon, aus denen Glukose entsteht, führt zur Bildung von Fett.

Die Verbrennung von Kraftstoff durch den Körper führt zum gegenteiligen Prozess: Fett wird in Glukose umgewandelt.

Arten von Kohlenhydraten

Sie werden in einfache (Monosaccharide, Disaccharide) und komplexe (Polysaccharide) unterteilt.

Einfache Kohlenhydrate

Monosaccharide (Glukose, Fruktose, Ribose, Galaktose, Desoxyribose) werden im Wasser nicht abgebaut: Monosaccharide sind eine Energiequelle für alle Prozesse in der Zelle. Glukose und Fruktose kommen in süßem Gemüse, Obst und Honig vor.

• Glucose wird schnell vom Körper aufgenommen und gelangt über das Blut in die Zellen, wo es in Glykogen umgewandelt wird. Es wird mit Hilfe von Insulin leicht absorbiert und ist die Hauptoxidationsquelle.

• Fruktose Es kommt seltener vor, oxidiert aber auch schneller und wird langsamer resorbiert. Fruktose wird ohne die Hilfe von Insulin in Glukose umgewandelt. Geeignet für Patienten mit Diabetes, da es die Bauchspeicheldrüse schonender belastet als Zucker.

• Galaktose in Laktose enthalten. Im Körper wird ein Teil davon in Glukose umgewandelt, der andere Teil ist am Aufbau von Hemizellulose beteiligt.

Disaccharide- Verbindungen von Molekülen mehrerer Monosaccharide: Saccharose, Laktose, Maltose.

• Saccharose ist die Hauptzuckerquelle. Im Körper zerfällt es in viele Monosaccharide. Dies bezieht sich auf Saccharose, die in Rüben- und Zuckerrohrsaft enthalten ist. Der Zucker, den wir konsumieren, hat einen komplexeren Absorptionsprozess.

• Laktose oder Milchzucker ist in Milch und Milchprodukten enthalten. Es ist wichtig für die Kindheit, wenn Milch das Hauptnahrungsmittel ist. Eine Milchunverträglichkeit entsteht, wenn das Enzym Laktose, das Milchzucker in Glukose und Galaktose spaltet, vermindert oder auf Null reduziert ist.

• Maltose oder Malzzucker entsteht durch den Abbau von Stärke und Glykogen. Maltose kommt in Malz, Honig, Bier, gekeimten Körnern und Melasse vor.

Komplexe Kohlenhydrate

Komplexe Kohlenhydrate wirken sich positiv auf Ihre Gesundheit und Figur aus. Dies liegt an ihrem langsamen Abbau im Körper, wodurch der Insulinspiegel normal bleibt. Zu den komplexen Kohlenhydraten gehören:

Polysaccharide - Polymere, die aus vielen Monosacchariden (Stärke, Glykogen, Cellulose) bestehen; schlecht wasserlöslich.

Stärke ist das Hauptpolysaccharid, das vom Körper verdaut wird. 80 % aller aufgenommenen Kohlenhydrate sind Stärke. Es kommt über pflanzliche Produkte: Getreide, Mehl, Brot.

Buchweizen ist besonders reich an Stärke (60 %), am wenigsten davon ist in Haferflocken (Haferflocken, Haferflocken) enthalten. Stärke ist in Nudeln enthalten – 68 %, in Hülsenfrüchten – 40 %.

Hülsenfrüchte sind solche, die Stärke enthalten: Erbsen, Linsen, Bohnen. Soja enthält nur 3,5 % Stärke.

Doch davon steckt jede Menge in Kartoffeln (bis zu 18 %), weshalb Ernährungswissenschaftler Kartoffeln nicht als Gemüse einstufen, sondern mit Getreide und Hülsenfrüchten gleichsetzen.

Glykogen oder tierische Stärke kommt in Produkten tierischen Ursprungs vor: in der Leber, im Fleisch. Besteht aus Glukosemolekülen.

Zellulose- Art der Faser; besteht aus mehreren Glukosemolekülen. Es wird im menschlichen Körper nicht verdaut.

Komplexe Kohlenhydrate	Einfache Kohlenhydrate
Alle Cerealien	Honig
Erbsen	Zucker
Bohnen	Marmelade
Getreide	Marmelade
Linsen	Weißbrot
Kartoffel	Obst und frische Säfte
Alle Körner	Kohlensäurehaltige süße Getränke
Vollkornbrot	Kuchen, Schokolade, Gebäck usw.
Früchte (mit einem glykämischen Index bis 60)	Verarbeitetes Getreide, das Zucker enthält
Nudeln aus Hartweizen	Gemüse und Früchte mit einem hohen GI von 70, zum Beispiel: Weintrauben, Wassermelone
Karotten, Gurken, Kohl, Tomaten, Spinat und anderes Gemüse mit einem GI von weniger als 60

Funktionen von Kohlenhydraten

Zweifellos benötigt unser Körper sowohl komplexe als auch einfache Kohlenhydrate.

Wenn Kohlenhydrate mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, wird ein Teil der Aminosäuren als Energiematerial verwendet, der Rest wird hauptsächlich für den Plastikbedarf verwendet.

Der nicht verbrauchte große Teil wird in Form von Glykogen in der Leber abgelagert und ein sehr kleiner Teil wird im Muskelgewebe gespeichert.

Wir verdanken Kohlenhydraten die Fähigkeit, Infektionen zu widerstehen und den „Fremden“ aus dem Körper zu entfernen, beispielsweise hat die Schleimhaut von Nase und Kehlkopf die Fähigkeit, Staub zurückzuhalten.
Die Bedeutung von Kohlenhydraten für den Menschen ist äußerst wichtig:

• Energiequelle
• Umsetzung plastischer Funktionen
• Regulierung des Nervensystems
• Die einzige Energiequelle für das Gehirn
• Beständig gegen schädliche Bakterien und Keime
• Austausch zwischen Zellen
• Übertragung von Signalen von Zelle zu Zelle.

Kohlenhydratmangel im Körper

Bei einem katastrophalen Kohlenhydratmangel werden die Glykogenreserven in der Leber erschöpft, was zur Ablagerung von Fetten in den Leberzellen führt und die Leberfunktion beeinträchtigt.

Organe gleichen Kohlenhydratmangel durch Proteine ​​und Fette aus. Fette beginnen schneller abgebaut zu werden, was zu einer Störung der Stoffwechselprozesse und damit zu einer intensiven Bildung von Ketonen führt.

Übermäßige Mengen an Ketonen führen zu einer Versauerung der inneren Mikroflora und einer Vergiftung des Gehirngewebes mit möglichem Koma.

Überschüssige Kohlenhydrate im Körper

Überschüssige Kohlenhydrate führen zu einem Anstieg des Insulinspiegels im Blut und führen zur Fettbildung und Störung des Proteinstoffwechsels.

Wenn eine Person beschließt, gleichzeitig Mittag- und Abendessen zu sich zu nehmen, reagiert der Körper mit einem starken Anstieg der Glukoseproduktion.

Es gelangt über Insulin vom Blut in das Gewebe und fördert so die Fettsynthese. Es kommt zu einer schnellen Umwandlung von Kohlenhydraten in Fett.

Insulin und andere Hormone regulieren den Kohlenhydratstoffwechsel: Glukokortikoide, die die Synthese von Glukose aus Aminosäuren in der Leber fördern.

Dank dieser Synthese produziert die Bauchspeicheldrüse das Hormon Glucagon. Diese Hormone wirken entgegengesetzt zu Insulin.

Tägliche Kohlenhydrataufnahme

Als ideale Menge an Kohlenhydraten wird angenommen, dass sie fast 60 % der Kalorien der täglichen Nahrung ausmacht. 1 Gramm enthält 4 Kalorien. Es wird angenommen, dass der tägliche Bedarf eines Menschen an Kohlenhydraten 50 g beträgt.

Benötigen Sie Kohlenhydrate zum Abnehmen?

Wenn Sie abnehmen möchten, müssen Sie genau wissen, welche Kohlenhydrate Sie in Ihre Ernährung aufnehmen müssen.

Das menschliche Verdauungssystem ist darauf ausgelegt, nicht nur Kohlenhydrate, sondern auch Ballaststoffe und Nährstoffe zu verdauen. Zu diesen Lebensmitteln gehören Obst, Gemüse, Getreide, Hülsenfrüchte, brauner Reis und Vollkornprodukte, die komplexe Kohlenhydrate bilden.

Verarbeitete Lebensmittel (Zucker, Backwaren aus Weißmehl, Müsli usw.) sind einfache Kohlenhydrate und nährstoffarm.

Durch ihren Verzehr erhält der Körper eine große Menge unnötiger Kalorien, die nicht vollständig verarbeitet werden können. Ihr Überschuss wird zu Fett. Darüber hinaus entwickelt der Körper einen Mangel an Vitaminen, Mineralstoffen und Ballaststoffen.

Die Schlussfolgerung aus dem oben Gesagten liegt nahe. Versuchen Sie, mehr Lebensmittel mit komplexen Kohlenhydraten in Ihre Ernährung aufzunehmen.

Zum Frühstück ist es beispielsweise besser, süßen Kaffee durch Backwaren durch Brei aus Vollkornprodukten zu ersetzen, der die Energie den ganzen Tag über aufrechterhalten kann, was dem Körper zugute kommt.