Cukry

Cukry to przede wszystkim materiał energetyczny i strukturalny. Ze względu na budowę wyróżniamy cukry proste – glukoza, dwucukry – laktoza, sacharoza i wielocukry – skrobia, celuloza, czyli błonnik, chityna.
G L U K O Z A – inaczej cukier gronowy, podstawowy węglowodan krwi, jeden z najważniejszych związków w przemianie węglowodanów. Jest cukrem prostym, dobrze rozpuszczalnym w wodzie, o słodkim smaku, występuje m.in. w owocach i miodzie. Ma właściwości redukujące wykorzystywane przy oznaczaniu glukozy dla potrzeb klinicznych. W organizmach zwierzęcych powstaje w wyniku rozkładu cukrów pokarmowych ( głównie sacharozy i skrobi) i glikogenu wątrobowego. Glukoza może również powstawać w procesie glikoneogenezy z niektórych aminokwasów. Stężenie glukozy we krwi waha się w granicach 80-120 mg/100 ml. Stałość tego stężenia zapewniają następujące hormony: adrenalina, glukagon, kortyzol , somatotropina i insulina. Glukoza ulega w komórce spaleniu w procesie glikolizy (beztlenowej i tlenowej), co dostarcza organizmowi dużej ilości energii magazynowanej w kwasie adenozynotrójfosforowym.
L A K T O Z A – inaczej cukier mleczny jest to dwucukier zbudowany z: glukozy i galaktozy, występujący w mleku. Podstawowy węglowodan przyjmowany przez niemowlęta i całkowicie pokrywający ich zapotrzebowanie na węglowodany. W przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymu laktozy ulega rozpadowi do glukozy i galaktozy, które zostają wchłonięte do krwi.
S A C H A R O Z A – (cukier trzcinowy, cukier buraczany) jest to dwucukier, w skład którego wchodzi glukoza i fruktoza. Na skalę przemysłową jest otrzymywany z trzciny cukrowej i buraków cukrowych. Sacharoza jest głównym oligosacharydem pożywienia ludzi. W przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymu sacharazy ulega rozkładowi do glukozy i fruktozy, które zostają wchłonięte do krwi.
S K R O B I A – jeden z głównych węglowodanów zapasowych roślin, znajdujący się w ziarnach zbóż i w bulwach ziemniaków. Jest podstawowym polisacharydem w pożywieniu człowieka (mąka, chleb, ziemniaki, kasza). W przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymu amylazy ulega rozkładowi do maltozy, ta z kolei pod wpływem maltazy ulega rozkładowi do glukozy, która zostaje wchłonięta do krwi.
C E L U L O Z A – główny składnik tkanek roślinnych, polisacharyd składający się z liniowo połączonych cząsteczek glukozy, znajduje się w drewnie. Nie przyswajana przez organizm człowieka, ponieważ nie ulega hydrolizie w przewodzie pokarmowym. Jest natomiast rozkładana do glukozy przy udziale flory bakteryjnej w przewodzie pokarmowym zwierząt trawożernych, u których pokrywa zapotrzebowanie na węglowodany.
F R U K T O Z A – cukier prosty zwany cukrem owocowym wraz z glukozą tworzy sacharozę. Jest dobrze i szybko przyswajana przez tkanki. Stosowana u chorych na cukrzycę oraz w niedomodze mięśnia sercowego.
Jak już wiemy cukier we krwi utrzymywany jest na stałym poziomie wynoszącym 80-120 mg/100 ml krwi. Głównym czynnikiem jest ośrodek przemiany węglowodanowej znajdujący się na dnie III komory mózgu. Ośrodek ten jest wrażliwy na poziom cukru we krwi. W wypadku obniżenia poziomu cukru we krwi ośrodek ten za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego i hormonów tropowych przysadki uruchamia hormony hiperglikemizujące (podwyższające poziom cukru we krwi) adrenalinę, glukagon, glikosterydy i tyroksynę. Przy podwyższeniu poziomu cukru we krwi zostaje wzmożone wydzielanie jednego hormonu hipoglikemizującego,insuliny. Ośrodek przemiany węglowodanowej znajduje się poza tym pod wpływem impulsów płynących z kory mózgowej. Różne stany emocjonalne powodują zahamowanie lubb pobudzenie tego ośrodka, a w następstwie podwyższenie lub obniżenie poziomu cukru we krwi
Proces trawienia węglowodanów zaczyna się już w ustach. Ślina zawiera amylazę, zwaną także ptialiną, enzym trawienny, który zaczyna rozkładać skrobię na cząsteczki maltozy. Proces ten jest kontynuowany w jelicie, w którym znajdują się soki trawienne wyprodukowane przez trzustkę, zwierające jeszcze więcej amylazy. Soki trawienne, wytwarzane przez gruczoły w ściance jelita, zawierają enzymy, których zadaniem jest ukończenie trawienia. Enzym maltaza rozkłada maltozę na cząsteczki glukozy, a sukraza rozkłada sacharozę (sukrozę) na glukozę i fruktozę. Ludzki układ trawienny nie posiada enzymu celulozy, co oznacza, że nie potrafimy trawić znajdującej się w roślinach celulozy, chociaż jest ona węglowodanem.
Monosacharydy powstałe podczas trawienia przenikają przez ścianę jelita do krwi i zostają przetransportowane bezpośrednio do tkanek, gdzie są rozkładane w celu uzyskania energii. Część tej energii zostaje wyeliminowana w postaci ciepła, które pozwoli utrzymać stałą temperaturę ciała. Pozostała część służy do zasilania procesów zachodzących w organizmie. Jeśli energia zawarta w glukozie nie jest w danej chwili potrzebna, można ją magazynować.
Węglowodany są wykorzystywane także w inny sposób. Są ważnym składnikiem chrząstki, kości i tkanki łącznej, przydają się także do „smarowania” stawów. Glikoproteiny, będące kombinacją węglowodanów i białek, tworzą w jelicie ochronną powłokę śluzową i nie dopuszczają do tego, by enzymy trawienne zniszczyły jelito.
Zespół zaburzeń przemiany węglowodanowej, spowodowany względnym lub bezwzględnym niedoborem insuliny nazywamy cukrzycą. Cechuje się podwyższeniem poziomu cukru we krwi i towarzyszącymi zaburzeniami przemiany tłuszczowo-białkowej. Cukrzyca jest chorobą społeczną, gdyż występuje u około 0,9 % ludności wiejskiej i 1,6 % ludności z miast, w wieku powyżej 14 lat. Przyczyną cukrzycy jest zupełny lub względny niedobór czynnej insuliny, spowodowany niewydolnością komórek wysp Langerhansa trzustki albo obecnością antyinsulinowych przeciwciał czy substancji antagonistycznych względem insuliny. Insulina jest hormonem regulującym przemianę węglowodanową. Zwiększa transport glukozy przez błony komórkowe do wnętrza komórek oraz nasila wewnątrzkomórkowe zużytkowanie glukozy. Wpływa także bezpośrednio na metabolizm tłuszczów i aminokwasów. Niedobór insuliny prowadzi do zaburzeń przemiany węglowodanowej cechujących się hiperglikemią i cukromoczem, zaburzeń przemiany tłuszczowej (we krwi i moczu zwiększa się zawartość ciał ketonowych) i białkowej (zahamowanie biosyntezy białka i zwiększony rozpad białka prowadzi do ujemnego bilansu azotowego).
Do prawidłowego funkcjonowania organizm człowieka potrzebuje różnorodnych składników, które nazywamy składnikami odżywczymi. Niektóre z nich może sam wytwarzać z innych związków zawartych w pożywieniu, jednak możliwości te są ograniczone. Dlatego większość składników musi być dostarczana z pożywieniem. W nauce o żywieniu składniki odżywcze dzieli się na grupy w zależności od roli, jaką pełnią w organizmie człowieka. Jednymi z nich są węglowodany i tłuszcze, które nazywamy składnikami energetycznymi, ponieważ stanowią główne zródło energii.
Węglowodany wytwarzane są przez zielone części roślin w procesie fotosyntezy. Produktami wyjściowymi są dwutlenek węgla znajdujący się w atmosferze i woda pobierana przez rośliny z gleby. Synteza zachodzi pod wpływem energii słonecznej.
Węglowodany są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i łatwo dostępne. Praktycznie występują w każdym spożywanym posiłku. Głównym zródłem tego składnika są produkty zbożowe (mąka, kasze, makarony, pieczywo) oraz cukier i ziemniaki, a także suche nasiona roślin strączkowych.
Węglowodany pokrywają w około 50 zapotrzebowanie energetyczne człowieka. Są one łatwo przyswajalne, gdyż spalają się całkowicie na dwutlenek węgla i wodę, nie dając na ogół żadnych produktów ubocznych, trudnych do usunięcia z organizmu.
Węglowodany są konieczne do prawidłowego spalania tłuszczów; w razie ich braku spalanie tłuszczów nie jest całkowite i wtedy mogą powstać związki szkodliwe dla zdrowia. Niedobory węglowodanów u człowieka występują na ogół bardzo rzadko, gdyż są one łatwo dostępne. Częściej natomiast występuje nadmierne ich spożywanie, które może prowadzić do nadwagi, a następnie do otyłości.
Obok węglowodanów łatwo przyswajalnych przez organizm człowieka – jak cukry proste (glukoza, fruktoza), dwucukry (sacharoza) oraz złożone, do których należy skrobia – istnieje węglowodan złożony, zwany błonnikiem. Błonnik przez organizm człowieka jest nie przyswajalny, ponieważ w przewodzie pokarmowym nie ma odpowiednich enzymów, niezbędnych do jego trawienia. Błonnik występuje w zróżnicowanych ilościach w naturalnych, mniej oczyszczonych produktach roślinnych, a głównie w pieczywie razowym, warzywach i owocach. Mimo, że organizm nie czerpie z tego węglowodanu energii, to jednak jest on niezbędny w żywieniu.
Błonnik wypełniając przewód pokarmowy, pobudza ruch robaczkowy jelit, powodując właściwą ich perystaltykę, a to z kolei wpływa na stałe przesuwanie się treści w przewodzie pokarmowym oraz na właściwe wydalanie resztek. Zapobiega tym samym zaparciu stolca. Obecnie przywiązuje się szczególną wagę do diety wysokoresztkowej bogatej w błonnik. Jest to istotne i z tego względu, że w naszych posiłkach występuje coraz więcej produktów wysoko oczyszczonych. Prowadzimy mniej ruchliwy tryb życia z powodu powszechnie stosowanej mechanizacji pracy. Coraz częściej występują zaparcia, będące z kolei jedną z przyczyn zwiększonego występowania chorób dolnego odcinka jelit, wśród nich nowotworów jelita grubego.
Celuloza (cukier złożony) występuje powszechnie w roślinach tworząc podstawowy zrąb ściany komórkowej, nadaje tkankom roślinnym wytrzymałość mechaniczną i elastyczność. W komórce występuje z innymi substancjami podporowymi, np. ligniną, pektyną, hemicelulozą. Najwięcej celulozy zawierają włókna bawełny (ok.92-95%). Na skalę przemysłową otrzymuje się ją z drewna. Ma duże znaczenie jako surowiec w przemysłach: włókienniczym (włókna bawełniane, lniane, konopne), papierniczym oraz w produkcji lakierów, materiałów wybuchowych, nitrocelulozy, jedwabiu sztucznego, tworzyw sztucznych (celuloidu).