Моносахариды: что это такое простыми словами, примеры и функции

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:

1. Глюкоза — C₆H₁₂O₆ (альдегидная гексоза).
2. Фруктоза — C₆H₁₂O₆ (кетогексоза).
3. Галактоза — C₆H₁₂O₆ (структурный изомер глюкозы).
4. Рибоза — C₅H₁₀O₅ (входит в состав РНК).
5. 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:

1. Рибоза, дезоксирибоза — важны для построения РНК, ДНК.
2. Манноза — участвует в иммунной защите, клеточном обмене.
3. Ксилоза, арабиноза — входят в состав клетчатки растений, пищевых волокон, др.

Функции и биологическая роль моносахаридов

Монозы имеют следующее значение:

1. Энергетическая функция — основной, быстро доступный источник энергии.
2. Строительная — входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), гликолипидов, гликопротеинов.
3. Регуляторная — участвуют в передаче нервных импульсов.
4. Метаболическая — регулируют обмен белков, жиров.
5. 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:

1. Обеспечивают немедленный энергетический заряд.
2. Участвуют в росте, восстановлении тканей.
3. Поддерживают функции мозга, сердца, почек.
4. Влияют на настроение, когнитивные способности.
5. 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.