Натуральная целлюлоза. Что такое клетчатка и чем она полезна для организма. Здоровая микрофлора кишечника
Целлюлоза (клетчатка) – растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом на Земле.
Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. Используется в производстве бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, для получения гидролизного спирта и др.
В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-55%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%).
Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.
Рисунок 9
Молекулярная масса целлюлозы - от 400 000 до 2 млн.
Рисунок 10
· Целлюлоза относится к наиболее жесткоцепным полимерам, в которых практически не проявляется гибкость макромолекул. Гибкость макромолекул - это их способность обратимо (без разрыва химических связей) изменять свою форму.
Химический состав, отличный от целлюлозы, имеют хитин и хитозан, но они близки к ней по структуре. Отличие заключается в том, что при втором атоме углерода а-D-глюкопиранозных звеньев, связанных 1,4-ликозидными связями, ОН-группа заменена группами –NHCH 3 COO в хитине и группой –NH 2 в хитозане.
Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород - свыше 60 %, лиственных - около 40%. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, то они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.
С химической точки зрения хитин является поли(N -ацетоглюкозамином). Вот его структура:
Рисунок 11
В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.
Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70% крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.
Функцию запасаемого питательного продукта выполняет инулин, который содержится в спарже и артишоках, что придает им специфический вкус. Его мономерные звенья пятичленны, поскольку фруктоза относится к кетозам, в целом же этот полимер построен так же, как полимеры глюкозы.
Лигнин (от лат. lignum - дерево, древесина) - вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях .
Молекула лигнина
Рисунок 12
Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, - бетону . Молекула лигнина состоит из продуктов полимеризации ароматических спиртов; основной мономер - конифериловый спирт.
Древесина лиственных пород содержит до 20 % лигнина, хвойных - до 30 %. Лигнин - ценное химическое сырьё, используемое во многих производствах.
Прочность стволов и стеблей растений, помимо скелета из целлюлозных волокон, определяется соединительной растительной тканью. Значительную ее часть в деревьях составляет лигнин - до 30 %. Его строение точно не установлено. Известно, что это относительно низкомолекулярный (М~ 10 4) сверхразветвленный полимер, образованный в основном из остатков фенолов, замещенных в орто-положении группами -ОСНз, в пара-положении группами -СН=СН-СН 2 ОН. В настоящее время накоплено громадное количество лигнинов как отходов целлюлозно-гидролизной промышленности, но проблема их утилизации не решена. К опорным элементам растительной ткани относятся пектиновые вещества и, в частности пектин, находящийся в основном в стенках клеток. Его содержание в кожуре яблок и белой части кожуры цитрусовых доходит до 30%. Пектин относится к гетерополисахаридам, то есть сополимерам. Его макромолекулы в основном построены из остатков D-галактуроновой кислоты и ее метилового эфира, связанных 1,4-гликозидными связями.
Рисунок 13
Из пентоз значение имеют полимеры арабинозы и ксилозы которые образуют полисахариды, называемые арабинами и ксиланами. Они, наряду целлюлозой, определяют типичные свойства древесины.
Упомянутый выше пектин относится к гетерополисахаридам. Помимо него, известны гетерополисахариды, входящие в состав животного организма. Гиалуроновая кислота входит в состав стекловидного тела глаза, а также жидкости, обеспечивающей скольжение всуставах (она находится в суставных сумках). Другой важный полисахарид животных - хондроитинсульфат - содержится в ткани и хрящах. Оба полисахарида часто образуют в организме животных сложные комплексы с белками и липидами.
Клетчатка или пищевые волокна, по мнению диетологов, должны ежедневно присутствовать в рационе человека. Она содержится только в растительной пище. Но человек упорно стремится заменять пищу растительную на пищу животного происхождения.
Энергетической ценности пищевые волокна не представляют, но зато содержат массу необходимых веществ, несущих огромную пользу для организма. Что такое клетчатка, её значение, польза и вред, сегодня в нашей статье.
Считается, что для обеспечения нормального и здорового существования, человеку необходимо так строить свой рацион питания, чтобы в нём присутствовало 80% пищи растительной и 20% пищи животного происхождения.
А отсутствие растительной пищи порождает в организме опасные заболевания сердца, сосудов, обмена веществ и даже онкологию.
В жизни получается у многих людей все наоборот. Ученые отмечают, что даже в наиболее развитых странах, на кого мы привыкли равняться, допустим во Франции, происходит заметное снижение в употреблении растительных волокон. Нормой потребления считается 40 г в день, а во Франции оно уже снизилось до 20 г.
И происходит это не только потому, что люди предпочитают больше есть мясо, но и потому, что рынок предлагает нам рафинированную растительную пищу, лишённую пищевых волокон.
Что такое клетчатка
С научной точки зрения, растительная клетчатка относится к полисахаридам, имеющим вид длинной цепочки моносахаридов одного вида, чаще углеводов сложных. Это ни что иное, как волокна пищевые, из которых состоят мембраны клеток растительных.
Эти макроэлементы плохо поддаются переработке в организме человека и потому выводятся из организма быстро и почти в неизменном виде. Поэтому, встречается в литературе сравнение растительных волокон со щёткой, которая продвигаясь по лабиринтам кишечника, вычищает из всех пространств между ворсинками, все давние и застарелые отложения остатков пищевых.
Которые разлагаясь, выделяют яд и токсины, а те в свою очередь попадают в кровь и разносятся ко всем органам, что не безопасно для человека.Посмотрите видео, о волшебной пользе клетчатки:
Пищевые волокна относятся к грубой пище, но именно в такой пище и нуждается желудочно-кишечный тракт человека. И пусть не дают эти макроэлементы энергию организму, как витамины и минералы, но они выполняют свою, необходимую и важную роль.
Виды клетчатки
Пищевые волокна имеют сложную квалификацию по разным признакам, я не буду полностью описывать её, а только кратко перечислю для общего представления.
Макроэлементы растительного происхождения имеют отличия друг от друга:
- В химическом строении , здесь выделяются два направления, к которым относится лигнин (это волокна неуглеводные) и полисахариды (камеди и пектины, гемицеллюлоза и целлюлоза..);
- В способах очистки (очищенные и неочищенные);
- По сырьевому происхождению . Отвечая на важный вопрос, в чем содержится клетчатка, источники подразделяются две группы. В одну входят пищевые волокна получаемые нетрадиционным путем, используя стебли травянистых растений, злаков, тростника и даже волокна деревьев лиственных и хвойных пород. А в другой группе- все овощные и злаковые культуры, относящиеся к традиционному происхождению;
- По растворимости волокон , поскольку макроэлементы бывают растворимые, такие как (слизи и камеди, дериваты и пектин). И нерастворимые, такие как (лигнин и целлюлоза);
- По степени переработки в кишечнике . Одни макроэлементы полностью подвергаются ферментации (камеди и пектин, гемицеллюлоза и слизь). Другие совершенно не по зубам микроорганизмам и их ферментам и они выходят из организма в неизменном виде (лигнин).А третьи, лишь частично перерабатываются, это: гемицеллюлоза и целлюлоза.
Основные типы пищевых волокон
Хочется отметить лишь основные типы макроэлементов пищевых волокон. К ним относятся:
Лигнины , это макроэлементы одревесневших стенок растительных клеток, которые задают структуру прочности клеточным мембранам. Лигнинов много в древесных породах, в лиственных их содержится до 24%, в хвойных — до 30%. Но это не значит, что они отсутствуют в овощах и травах.
Их содержание отмечается в злаках, редисе, редьке, свёкле, горохе и баклажанах. Причём, чем дольше лежат овощи, тем концентрация лигнинов становится в них выше. Как было отмечено выше, они совершенно не перерабатываются в кишечнике и продвигаясь захватывают с собой и другие вещества, уменьшая их всасываемость и усвояемость, за счёт быстрого прохождения по кишечнику.
Это свойство лигнинов взято на вооружении людьми, желающими быстро похудеть. Кроме этого лигнины снижают уровень холестерина и помогают очищению кишечника.
Группа полисахаридов
К этой группе относятся крахмальные (гликоген и крахмал), и структурные полисахариды или некрахмальные:
Это целлюлоза, являющаяся строительным материалом растений. Она нерастворима в воде и при гидролизе преобразуется в глюкозу. В природе представляется довольно распространённым макроэлементом. Фигурирует во всех растениях, больше всего ее в оболочках зёрен, кожуре плодов и овощей, кожице ягод и фруктов.
Переваривание целлюлозы происходит только в пищеварительном тракте жвачных животных. благодаря содержанию особой группы микроорганизмов, способных расщеплять целлюлозу до глюкозы. Человек не может перерабатывать этот макроэлемент.
Гемицеллюлоза как и целлюлоза, вбирает в себя большое количество воды и при этом увеличивается в объёме. Они создают ощущение быстрого наполнения желудка и сытости, в толстом кишечнике своим объёмом проталкивают все содержимое «к выходу», тем самым благоприятствует быстрому освобождению кишечника.
Пектины, представляясь макроэлементом структурным, участвуют в поддержании давления растений. Их содержание отмечается во всех растениях высшего порядка и в некоторых водорослях, обитающих в море. Благодаря пектинам плоды и овощи длительное время сохраняют свою свежесть при хранении.
Пектины тоже не усваиваются организмом человека, снижают всасывание жиров и сахара, являясь отличным сорбентом они захватывают холестерин, отходы и токсины из кишечника и выводят их. Пектины очень полезны при дисбактериозе кишечника. В большом количестве содержатся в яблоках, цитрусовых плодах, свёкле, тыкве.
Описанные выше макроэлементы обеспечивают здоровье кишечнику, его нормальную работу и своевременное освобождение от каловых масс.
Польза и вред клетчатки для организма человека
Исследования показывают, что грубая пища не только делает человека здоровым, но и увеличивает его продолжительность жизни. Макроэлементы растительной пищи оздоравливают флору кишечника, увеличивают число полезных бактерий.
В чем заключается польза клетчатки
Пищевые волокна, это компонент, который не поддается даже абсорбции из желудочно-кишечного тракта. Несмотря на это, ее значение для сохранения и восстановления здоровья, является основным.
Благодаря диете богатой макроэлементами растителными, можно облегчить, например, головные боли и снизить частоту приема противовоспалительных препаратов. Такая профилактика диетой, актуальна при камнях в почках, предотвращает или значительно снижает их перемещение во время колик в почках, успешно конкурирует с препаратами с аналогичным действием.
Изменив, свои пищевые привычки в пользу полезных продуктов, можно значительно улучшить свое здоровье.
Здоровая микрофлора кишечника
Нет секрета в том, что при неправильном питании, в первую очередь страдает микрофлора кишечника. И от этого зависит работа всех внутренних органов. Внутри кишечника живет масса разных бактерий, многие из которых составляют симбиоз с организмом.
Особая роль отводится пребиотикам. Растительная пища в толстом кишечнике избирательно стимулируют рост и активность пробиотических штаммов микроорганизмов, благоприятно влияющих на организм человека.
К наиболее часто используемым пребиотикам, относятся растворимые фракции клетчатки. Продукты с их высоким содержанием, формируют благоприятный баланс кишечной микрофлоры таким образом, что бактерии из рода Lactobacillus и Bifidobacterium, преобладают по отношению к другим.
Снижение уровня холестерина в крови
Отдельные фракции волокон, растворимые в воде, то есть пектин и вода, эффективно снижают всасывание и циркуляцию гепато-кишечных желчных кислот путем их механического соединения. А холестерин, как известно, являясь основой желчных кислот, может всасываться вместе с другими веществами и снова возвращаться в печень.
Растворимые волокна препятствуют этому процессу, связывая холестерин. Они способствуют его выведению вместе с калом, а печень вынуждена будет восстановить правильный его уровень, ликвидируя плохой холестерин. Вот такие колоссальные преимущества и большое значение одного компонента пищи, оказывает на здоровье.
Восстановление работы кишечника
Одной из наиболее распространенных проблем со здоровьем современного человека, являются запоры. Они возникают, прежде всего, в результате неправильной диеты, с ограниченным содержанием клетчатки. Большинство людей, не понимая зависимости между питанием и здоровьем, ищут решения своих проблем в аптеках, например в качестве травяных слабительных препаратов.
К сожалению, пациенты, не меняя пищевых привычек, после очередного курса очищения желудка фито чаями, в итоге, обращаются за помощью врача, который назначит при запоре диету богатую растительными волокнами.
Пищевые волокна — это важнейший элемент фруктово-овощных диет, смесь химических соединений растительного происхождения, с очень богатым химическим составом, являющимся простой моделью рационального питания здоровых людей.
Состав питательных веществ в дневном рационе, должен содержать пищевые волокна до 40-60 грамм. Это необходимо для того, чтобы волокна могли выполнять свои функции и дополнительно устранить проблему запоров, также в рационе необходимо увеличить объем жидкости до 2-2,5 л, выпивая первый стакан, лучше теплой, кипяченой воды натощак.
Польза для похудения
Поступление их в организм в естественной форме – в еде, даст эффективные результаты в снижении массы тела. Продукты требуют интенсивного жевания, длительного пребывания в желудке, там они набухают и обеспечивают быстрое и длительное чувство сытости.
Кроме того, в результате медленного переваривания и всасывания, не происходит резких повышений концентрации глюкозы в сыворотке крови, несмотря на то, что во фруктах и овощах, она содержится в больших количествах.
После употребления продуктов растительных, не наступает быстрое чувство голода, характерное для продуктов с высоким содержанием сахара (например, сладкие газированные напитки).
Укрепление иммунитета
К универсальным преимуществам использования пищевых волокон в пищу, относится также укрепление иммунитета. Чаще всего, для этого используют травяные лекарства или пищевые добавки, состав которых основан на экстракте или соке эхинацеи пурпурной, водных экстрактах алоэ, лука, чеснока.
Влияние растительной диеты на иммунитет человеческого организма, происходит за счет стимулирования развития естественно обитающих в желудочно-кишечном тракте микроорганизмов.
Их присутствие необходимо для правильного функционирования лимфоидной ткани, связанной со слизистыми оболочками кишечника, и непосредственного стимулирования всей иммунной системы. Поддержание иммунного гомеостаза организма человека при помощи правильно функционирующей микрофлоры кишечника, основано на регулировании уровня лимфоцитов Treg, 17 и соотношение лимфоцитов Th1/Th2, а также поддержании и защите кишечного барьера, выработке антител.
Кроме того, эти бактерии, снижают кислотность каловых масс и развитие вредоносных бактерий, защищают организм от инфекций, патогенных микроорганизмов.
Состав микрофлоры, существующий в желудочно-кишечном тракте человека, а также ее благоприятное влияние на иммунную систему, тесно зависит от способа питания. Правильную функциональность микрофлоры кишечника, можно сохранить только при условии предоставления вместе с едой питательных веществ, необходимых полезным бактериям кишечника.
Такой едой для них является растительная пища. В свою очередь, питание богатое на простые сахара, будет способствовать доминированию патогенных микроорганизмов, грибков в микрофлоре кишечника.
Профилактика раковых заболеваний кишечника
Отсутствие пищевых волокон в пище, по мнению итальянских ученых, является важной и основной причиной, вызывающей ожирение людей и провоцирующей развитие рака.
Поэтому так важно стараться заменять пищу животного происхождения на растительную.
А из числа растительной пищи отдавать предпочтение пище необработанной, грубого помола, что касается злаков, стараться покупать нерафинированные масла и мучные изделия, изготовленные из нерафинированной муки. Поскольку в рафинированных продуктах растительного происхождения, клетчатка просто отсутствует.
Есть ли противопоказания и вред в употреблении клетчатки
После перечисления столь многочисленных полезных свойств, и представить трудно, что пищевые волокна могут нанести вред здоровью или иметь какие-либо противопоказания. Единственным вредным фактором макроэлементов растительного происхождения можно отметить большую поглощаемость воды, что при незнании может привести к обезвоживанию организма.
Но это не настолько важный аргумент, чтобы отказываться от растительной пищи. Чтобы извлекать пользу и не наносить вред организму, нужно просто проявлять заботу и чаще пить воду, чтобы не спровоцировать непрохождение кишечника.
Пищевые волокна могут вызывать газообразование и вздутие живота, поэтому приём противопоказан при обострении язвенного заболевания желудка и энтероколита. Не рекомендуется включать в пищу, страдающим диареей, метеоризмом, аллергическим заболеванием. Людям с указанными заболеваниями больше пользы принесут пробиотики.
Как принимать клетчатку
Покупая клетчатку от разных производителей, следует обращать внимание на инструкцию по применению, они разнятся друг от друга.. Но есть общие особенности, которых всегда можно придерживаться.
Соблюдение времени приема. Пищевые волокна принимают перед едой, за 20 — 30 минут.
Соблюдение дозировки . Прием начинают с небольшого количества растительных макроэлементов, допустим, не полной столовой ложки, несколько раз в день. И постепенно доводят количество приема до указанного в инструкции.
Допускается ее разведение в супе или каше, добавляя в сок или включая в выпечку. Дозировки определяются ориентируясь на возраст людей. В возрасте до 50 лет мужчины могут в сутки съедать до 38 г пищевых волокон, женщины — до 25 г.
После 50-летнего возраста, для женщин дозировки снижаются до 20 г, а для мужчин — до 30 г. Но выходить на такую дозировку надо постепенно приучая организм.
Соблюдение питьевого режима. Диетологи советуют на 2,5-3 ложки столовые обязательно выпивать до 250 мл жидкости. Вместо воды допускается применение сока или кисломолочной продукции.
Соблюдение указанных особенностей, является обязательным условием, поскольку неумеренное потребление может причинить вред здоровью, а кроме этого есть и противопоказания.
Как уже было отмечено выше, человек не съедает указанного количества пищевых волокон, поэтому специалисты рекомендуют не только налегать на продукты богатые клетчаткой, но стараться принимать биологические добавки, разработанные специально для этих целей.
Какова роль целлюлозы в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.
Что такое целлюлоза?
Целлюлоза представляет собой природный полимер глюкозы, имеющий растительное происхождение и линейное строение молекул. Другими словами ее называют еще клетчатой. На нашей планете среди всех органических соединений она занимает первое место.
Целлюлоза медико-биологическое значение:
- Целлюлоза являет собой основной компонент, который составляет структуру стенок клеток растительного происхождения.
- У растений она выполняет защитную функцию.
- Компонент является основой молекулярных сложных структур.
- Обеспечивают живые организмы необходимой энергией для существования.
- Питают клетки организмов питательными веществами, так как они концентрируются в тканях и в нужный момент подпитывают клетку.
- Целлюлоза принимает активное участие в процессе регулирования осмотического давления.
- Она входит в состав воспринимающих частей рецепторов всех клеток.
Биологическое значение целлюлозы:
- Клетчатка является главной структурной частью клеточной оболочки у растений. Целлюлоза растений – это главное питание травоядных животных, так как в их организме есть специальный фермент – целлюлаза, отвечающий за расщепление этого компонента. А вот человек в чистом виде не употребляет целлюлозу.
- Она связывает жидкость в перистальтике кишечника. Также в толстом кишечнике благодаря ей метаболизируются бактерии. Энергия целлюлозы поддерживает его микрофлору и пищевые волокна в нем.
- Клетчатка является профилактикой геморроя и запора.
- Когда человек, болеющий на сахарный диабет первого типа, употребляет целлюлозу в достаточном количестве, то его организм становится намного устойчивее к глюкозе.
- Данный элемент выполняет роль «щетки», убирая грязные налипания со стенок кишечника – он удаляет токсичные вещества и холестерин.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какова биологическая функция целлюлозы в клетке организмов.
