Моносахариды — это простейшие углеводы, состоящие из одной молекулы. В отличие от сложных углеводов, они не расщепляются на более простые соединения при пищеварении. Моносахариды обладают сладким вкусом, хорошо растворяются в воде, быстро усваиваются организмом. Именно с них начинается энергетический обмен в каждой клетке. Эти вещества играют ключевую роль как в биохимии, так и в функционировании человеческого тела.
К каким веществам относятся моносахариды
Это самые простые углеводы, состоящие из одной молекулы. В их составе всегда есть углерод, водород, кислород.
Главная их особенность в том, что они не расщепляются на более простые вещества — в отличие от сложных углеводов. В химии их считают бифункциональными соединениями, то есть моносахариды имеют две активные группы — альдегидную или кетоновую и несколько гидроксильных (-OH).
Классификация с учетом числа атомов углерода в составе:
- Триозы (C₃H₆O₃) — например, глицеральдегид;
- Тетрозы (C₄H₈O₄) — эритроза, треоза;
- Пентозы (C₅H₁₀O₅) — рибоза, дезоксирибоза, арабиноза;
- Гексозы (C₆H₁₂O₆) — глюкоза, фруктоза, галактоза.
Примеры моносахаридов и их формулы
Наиболее известные структуры:
- Глюкоза — C₆H₁₂O₆ (альдегидная гексоза).
- Фруктоза — C₆H₁₂O₆ (кетогексоза).
- Галактоза — C₆H₁₂O₆ (структурный изомер глюкозы).
- Рибоза — C₅H₁₀O₅ (входит в состав РНК).
- Ксилоза, арабиноза — пентозы растительного происхождения.
Все они — важнейшие участники биохимических реакций.
Моносахариды играют роль в работе всего организма:
- дают быструю энергию (особенно глюкоза);
- участвуют в строительстве клеток, ДНК (например, рибоза в РНК);
- регулируют обмен веществ; работу мозга;
- входят в состав тканей, клеточных мембран.
Глюкоза — главный источник энергии
Этот вид моносахаров является основным «топливом» для организма. Глюкоза попадает в кровь после расщепления углеводов в ЖКТ, транспортируется в ткани с помощью гормона инсулина. Тот в свою очередь «открывает» клетки, позволяя глюкозе проникать внутрь, где она участвует в гликолизе — процессе, при котором высвобождается энергия (АТФ).
Глюкоза используется мозгом, мышцами, сердцем, другими органами, особенно активно — при физической или умственной нагрузке. Ее недостаток приводит к слабости, снижению концентрации, гипогликемии.
Фруктоза: сладкий сахар с двойным дном
Она имеет ту же формулу, что и глюкоза (C₆H₁₂O₆), но отличается строением, усваивается иначе. В организме она практически полностью перерабатывается в печени, минуя инсулин. И вот тут кроется проблема: если фруктозы много, печень перегружается, переключаясь только на ее утилизацию. Это мешает другим жизненно важным функциям — детоксикации, синтезу желчных кислот, регуляции обмена жиров.
При постоянном избытке фруктозы возможны:
- жировая болезнь печени;
- ухудшение метаболизма;
- усиление воспалений в ЖКТ.
Избыток фруктозы может вызывать жировую инфильтрацию печени (стеатоз), повышать риск метаболического синдрома. Особенно вредны продукты с добавленной фруктозой при сахарном диабете, заболеваниях ЖКТ, когда обмен веществ и так перегружен.
Тем не менее, фруктоза используется как подсластитель (её нужно меньше, чем глюкозы), в диетической пище, в газировке, десертах, спортивных напитках, батончиках, йогуртах, выпечке. Подробнее расскажут наши врачи. Запись по ссылке.
Галактоза и другие моносахара
Галактоза — ещё один изомер глюкозы, который входит в состав лактозы (молочного сахара). Она участвует в формировании нервной ткани, структурных компонентов клеточных мембран.
Другие примеры простых углеводов:
- Рибоза, дезоксирибоза — важны для построения РНК, ДНК.
- Манноза — участвует в иммунной защите, клеточном обмене.
- Ксилоза, арабиноза — входят в состав клетчатки растений, пищевых волокон, др.
Функции и биологическая роль моносахаридов
Монозы имеют следующее значение:
- Энергетическая функция — основной, быстро доступный источник энергии.
- Строительная — входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), гликолипидов, гликопротеинов.
- Регуляторная — участвуют в передаче нервных импульсов.
- Метаболическая — регулируют обмен белков, жиров.
- Иммунная — определенные сахара участвуют в распознавании «свой–чужой» на уровне клеток.
Моносахариды в химии и биологии: основные сведения
С химической точки зрения моносахара — это многоатомные спирты, содержащие карбонильную группу. Они существуют в линейной или циклической форме, причем в растворе чаще переходят в цикл (пиранозная или фуранозная форма).
В биологии моносахариды являются предшественниками АТФ, участвуют в синтезе аминокислот, ферментов, витаминов, обеспечивают осмотическое равновесие в клетках.
Применение моносахаридов
В организме человека эти вещества:
- Обеспечивают немедленный энергетический заряд.
- Участвуют в росте, восстановлении тканей.
- Поддерживают функции мозга, сердца, почек.
- Влияют на настроение, когнитивные способности.
- Запускают каскады реакций, отвечающих за обмен веществ, гормональный баланс.
Однако важно соблюдать баланс. Чрезмерное потребление — особенно фруктозы — может нарушать работу печени, провоцировать ожирение и метаболические сбои, особенно у людей с диабетом или нарушениями ЖКТ.
Их также применяют:
- в медицине — использование растворов глюкозы при интоксикациях, гипогликемии;
- спорте — как быстроусвояемые источники энергии;
- пищевой промышленности — как подсластители (глюкозный сироп, фруктоза);
- биотехнологии — в качестве субстрата для выращивания микроорганизмов;
- косметологии — сахарные пилинги, увлажняющие компоненты.
Продукты с низким содержанием свободных моносахаридов
Простые сахара (глюкоза, фруктоза) содержатся в готовых изделиях — не в составе сложных углеводов, а отдельно. Именно они быстро попадают в кровь, повышают гликемию, перегружают печень. Контроль их потребления особенно важен при диабете, инсулинорезистентности, стеатозе, воспалительных заболеваниях ЖКТ.
Ниже приводятся примеры продуктов, которые можно включать в рацион.
Овощи с низким гликемическим индексом /нагрузкой (ГИ / ГН) :
- брокколи, цветная капуста (10 / 0);
- шпинат (15 / 0.3), зеленые листовые;
- огурцы (15 / 0.4), кабачки (15 / 0.7), баклажаны (10 / 1);
- сладкий перец (10 / 1);
- помидоры в умеренном количестве (10 / 0).
Крупы, цельнозерновые продукты (богаты медленными углеводами):
- греча;
- киноа;
- булгур;
- перловка;
- овсянка (не быстрого приготовления).
Бобовые (источник белка, клетчатки):
- чечевица;
- фасоль;
- нут;
- зеленый горошек.
Ягоды с низким содержанием сахаров:
- черника;
- малина;
- клубника;
- ежевика.
В ограниченном объеме и лучше в свежем виде.
Фрукты с умеренным содержанием фруктозы, орехи, семена:
- зеленые яблоки;
- грейпфрут;
- авокадо;
- лимон, лайм;
- гранат (в ограниченном количестве);
- грецкие орехи;
- миндаль;
- семечки тыквы, льна;
- кедровые орехи.
Животные продукты (не содержат сахаров):
- яйца;
- мясо;
- рыба;
- морепродукты;
- натуральные ферментированные молочные продукты (без добавленного сахара).
Чего лучше избегать:
- Сладкие фрукты: виноград, бананы, хурма, манго.
- Сухофрукты: финики, изюм, курага.
- Мед, сиропы, особенно агавы, кукурузный, фруктозный.
- Сладости, выпечка: печенье, торты, конфеты.
- Газированные напитки, соки.
- Обезжиренные йогурты с добавками.
- Фитнес-батончики с сахарными спиртами, сиропами
Полезный совет! Читайте этикетки. Если в составе указаны: fructose, glucose syrup, HFCS (high-fructose corn syrup), agave syrup, invert sugar, crystalline fructose — продукт содержит свободные моносахариды и должен быть ограничен.
Наши врачи помогут составить индивидуальное сбалансированное меню. Запись на консультацию тут.
Журнал
Витамины
Диеты