Рис. 18. Схематическое изображение химической формулы аминокислоты
С белками мы закончили.
Переходим к жирам, нашим Главным Хранителям Энергии, при распаде 1 грамма которых этой самой энергии выделяется аж 38,9 кДж!
Все знают, что жиры – это высококалорийный продукт, но мало кто понимает, насколько высока планка калорийности жиров. Так, например, калорийность 100 грамм сала составляет почти 800 килокалорий, а калорийность 100 грамм сливочного масла – около 720 килокалорий!
Кстати говоря, при спокойной прогулке организм тратит от 150 до 200 килокалорий. Худеющие люди часто позволяют себе съесть что-нибудь запретное, высококалорийное, утешаясь тем, что «покроют грех» повышенной физической активностью. Так вот, имейте в виду, что для нейтрализации одного (одного!) бутерброда с салом «среднего» размера (это примерно 40 грамм сала) придется гулять полтора-два часа.
Это было вступление, дающее представление о том, как много энергии хранят жиры. А теперь давайте познакомимся с жирами поближе.
Жиры или триглицериды – это вещества, состоящие из молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина (отсюда и «три – глицериды»). Вообще-то жиры состоят не из молекул, а из остатков молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина, точно так же, как белки состоят из остатков аминокислот, потому что при «объединении», то есть при образовании более сложного вещества, исходные молекулы теряют какие-то атомы и при помощи высвободившихся связей связываются между собой. Но нам в такие сложности вдаваться нет необходимости, поэтому мы говорим – «состоящие из молекул».
Вот пример образования жира из глицерина и пальмитиновой кислоты:
Одна молекула жира образована одной молекулой глицерина и тремя молекулами карбоновой кислоты. Карбоновыми кислотами называются вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп (-COOH). Это так, для общего сведения.
Жирные кислоты могут использоваться нашим организмом в качестве «строительного материала» (среди жирных кислот так же, как и среди аминокислот, есть незаменимые). А еще жиры являются «топливом», источником энергии для организма. Кроме того, при недостатке воды жиры могут служить ее источником – при разложении 1 грамма жира образуется 1,1 мл воды. Наш организм способен запасать энергию в виде жира и гликогена, но гликоген играет в этом деле незначительную роль. Интересный факт – жировые запасы откладывает не только организм в целом, но и отдельные клетки, не относящиеся к жировым, у которых в цитоплазме (полужидкой внутренней среде клетки) находятся капельки жира – их «собственный», «личный» энергетический запас.
Обратите внимание на то, что жиры, полученные с пищей, не могут непосредственно откладываться в виде запасов. Пищевые жиры в организме расщепляются, а про запас откладываются те жиры, которые синтезированы организмом.
Может возникнуть вопрос – зачем организму нужно тратить время и ресурсы сначала на расщепление пищевых жиров, а затем на синтез своих собственных жиров? Не проще было бы сразу откладывать то, что получено с пищей?
Нет, не проще!
Во-первых, жир жиру рознь. Жиры – это общее название для большой группы веществ, отдельные представители которой весьма сильно отличаются друг от друга по строению и свойствам. Клетки жировой ткани генетически «настроены на определенную волну», то есть способны накапливать конкретные виды жиров. Только так и никак иначе.
Во-вторых, жиры не могут циркулировать в крови, это опасно для жизни. Жир нерастворим в воде и соответственно в состоящей из воды плазме крови тоже. Молекулы однородных жиров могут группироваться вместе, образуя жировые шарики (капельки). Вспомните про «пятна» жира на поверхности супа, чтобы представить, какие крупные конгломераты могут образовывать жиры. Иногда весь жир, находящийся в тарелке с супом, сливается в одно большое пятно. Так вот, эти шарики жира могут закупоривать кровеносные сосуды (по-научному это называется «жировая эмболия») и лишать питаемые ими участки кровоснабжения. Нарушение кровоснабжения приводит к повреждению тканей. Если страдают такие жизненно важные органы, как головной мозг, сердце или легкие, то дело может закончиться не просто болезнью, а смертельным исходом. К счастью, жиры расщепляются в желудочно-кишечном тракте на молекулы глицерина и жирных кислот, которые всасываются в кровь и вреда организму нанести не могут.
Основным источником энергии в нашем организме являются углеводы – вещества, содержащие карбонильную группу (-С=О) и несколько гидроксильных групп (-ОН). Низкомолекулярные углеводы называются «сахарами».
Не путайте основной источник энергии с основной формой ее запаса! Под «источником» имеется в виду пища. Углеводы же являются основным источником потому, что их доля в суточном рационе вдвое превышает вместе взятые доли белков и углеводов. Соотношение белков, жиров и углеводов в рационе здорового взрослого человека составляет 1:1:4.
Необходимое уточнение – то, что мы привыкли называть «сахаром» в быту, на самом деле является сахарозой, дисахаридом (двойным сахаром) из группы олигосахаридов (низкомолекулярных сахаров), состоящим из остатков двух моносахаридов (одинарных сахаров): глюкозы и фруктозы.
Глюкоза или виноградный сахар – самый распространенный источник энергии в живых организмах. Глюкоза может существовать в двух формах: открытой и циклической. В растворе глюкозы эти формы находятся в равновесии друг с другом. В твердом состоянии глюкоза имеет циклическое строение.
В крови у нас находится глюкоза, а не какое-то другое вещество из группы сахаров. Поэтому неправильно, то есть – неграмотно говорить об «уровне содержания сахара в крови». Нужно говорить об уровне содержания глюкозы! Кровь доставляет глюкозу клеткам нашего организма, а в клетках происходит процесс разложения глюкозы для получения энергии.
Глюкоза образует три высокомолекулярных вещества – крахмал и целлюлозу, характерные для растений, а также гликоген, служащий основным запасным углеводом (то есть основной формой хранения глюкозы) у животных. Больше всего гликогена содержится в печени и мышцах.
Крахмал у растений служит для запаса глюкозы, а целлюлоза образует жесткий каркас, заменяющий растениям скелет. Несмотря на то, что крахмал и целлюлоза сделаны из одного и того же мономера – глюкозы, эти вещества сильно различаются по своим свойствам и главное различие заключается в том, что крахмалом мы с вами можем питаться, а целлюлозой – нет, поскольку наш организм не в состоянии расщеплять молекулы целлюлозы
[12]. Только у некоторых видов животных, которые способны питаться древесиной (например – у термитов) или травой (все жвачные животные), в организме есть ферменты, способные разлагать целлюлозу на молекулы глюкозы.
