Hiilihydraatti

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Laktoosi on disakkaridi maidossa. Se koostuu galaktoosi- ja glukoosimolekyyleistä. Sen kaava on C12H22O11.
Viljatuotteissa on runsaasti hiilihydraatteja.

Hiilihydraatit ovat ryhmä orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta. Niitä ovat esimerkiksi sokerit, tärkkelys ja selluloosa. Hiilihydraatti on yksi kolmesta perusravintoaineesta. Hiilihydraattien empiirinen kaava on Cm(H2O)n. Sana hiilihydraatti tuleekin suoraan sen rakennekaavasta, hiilen hydraatti.

Yksinkertaisimmat hiilihydraatit, mono- ja disakkaridit toimivat elimistössä energiaravintoaineina. Niiden varastomuodot, joka kasveissa on tärkkelys ja eläimissä glykogeeni, varastoivat elimistössä energiaa. Tärkeimmät elintarvikkeiden disakkaridit ovat sakkaroosi, laktoosi ja maltoosi. Monimutkaisemmat hiilihydraatit kuten selluloosa toimivat rakennusaineina kasveissa.

Yksinkertaiset hiilihydraatit tuottavat ravintona 3,87 kilokaloria energiaa per gramma,[1] ja monimutkaisemmat hiilihydraatit 3,57–4,12 kilokaloria per gramma.[2]

Ravinnon korkea hiilihydraattipitoisuus on yleensä yhteydessä prosessoituihin elintarvikkeisiin, jotka valmistetaan kasveista, kuten makeiset, leivonnaiset, sokeri, virvoitusjuomat, leivät, hillot, hedelmämehut, pastat ja aamiaismurot. Alhaisempi hiilihydraattipitoisuus on yleensä yhteydessä puhdistamattomiin elintarvikkeisiin, kuten papuihin, perunoihin ja hedelmiin.[3] Kokojyväviljassa ja -riisissä on kuitenkin yhtä paljon hiilihydraattia kuin valkoisessa leivässä ja riisissä. Monet eläinperäiset ruoka-aineet eivät sisällä lainkaan hiilihydraattia, mutta useimmat maitotuotteet sisältävät jonkin verran laktoosia taikka glukoosia ja galaktoosia, mikäli nautitaan laktoosittomia maitotuotteita[4].

Hiilihydraattien luokittelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

D-fruktoosin rakennekaava. Se on 6-hiilinen ja C=0-ryhmä on ketjussa eli se on ketoheksoosi.

Kemiassa hiilihydraatit ryhmitellään sokeriyksiköiden lukumäärän mukaan monosakkarideihin, disakkarideihin, oligosakkarideihin ja polysakkarideihin sekä koostumuksen mukaan heterosakkarideihin. Monosakkarideissa on 3–7 CH2O-perusyksikköä ja ne jaetaan aldooseihin ja ketooseihin C=O -ryhmän sijoittumisen mukaan. Yksinkertaisin monosakkaridi on glyseraldehydi, jossa on kolme hiiltä, ja tavallisimpia ovat glukoosi, fruktoosi ja riboosi. Monosakkaridit nimetään hiiliatomien määrän mukaan, esimerkiksi 6-hiiliset ovat heksooseja ja 5-hiiliset pentooseja. Pyranooseissa on 6-atominen rengas ja furanooseissa 5-atominen. Glyseraldehydi kuuluu triooseihin.

Polysakkaridit voidaan jakaa homopolysakkarideihin, jotka koostuvat samanlaisista sakkaridiyksiköistä, ja heteropolysakkarideihin, joissa on erilaisia sakkaridiyksiköitä. Tärkeimpiä polysakkarideja ovat tärkkelys ja selluloosa.

Ravitsemustieteessä hiilihydraatit jaetaan sokereihin, tärkkelykseen ja ravintokuituun.

Hiilihydraatit elimistössä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiilihydraatit ovat elimistömme pääasiallinen ravinnonlähde, mutta ne eivät kuitenkaan ole ihmiselle välttämättömiä ravintoaineita.[5] Jotkin yksinkertaiset hiilihydraatit (esim. fruktoosi) nostavat verensokeria hitaasti, kun taas jotkin monimutkaisemmat hiilihydraatit (esim. tärkkelys, kuten murot, leipä ja peruna), nostavat verensokeria nopeasti eli ovat nopean glykeemisen indeksin ruoka-aineita. Hiilihydraattien metabolia riippuu monesta eri tekijästä; mitä ravintoaineita on syöty hiilihydraattien kanssa, miten ruoka on valmistettu, yksilöllisistä eroista aineenvaihdunnassa ja hiilihydraattien kemiallisesta koostumuksesta.[6]

Polysakkaridit kuten resistentti tärkkelys kasvattavat myös ulosteen määrää ja tekevät siitä vesipitoista. Tämä johtuu siitä, että ulosteeseen ketyy eläviä ja kuolleita bakteereita. Ulosteen paino lisääntyy lähes kahdella grammalla jokaista nautittua grammaa kohden, jolloin ulosteen määrä lisääntyy noin 40 prosenttia.[7]. Hiilihydraatteja tarvitaan elimistössä kasvuun, lihastyöhön, lämmön ylläpitämiseen, aineenvaihduntaan sekä hermoston ja elinten toimintaankenen mukaan?.

Tärkein elimistön sokeri on glukoosi, joka on aivojen yksinomainen energianlähde. Glukoosia voidaan varastoida elimistössä glykogeeniksi joko maksa- tai lihassoluihin. Maksasolujen glykogeenista pilkkoutuu tarvittaessa glukoosia elimistön ravintoaineeksi, mutta lihassolut käyttävät varastoimansa glykogeenin omiin energiatarpeisiinsa eikä sitä siis vapaudu verenkiertoon. Glukoosia voidaan valmistaa maksassa ja jonkin verran munuaisissa maitohaposta, aminohapoista sekä rasvojen glyseroliosasta. Eläinsolu ei voi valmistaa glukoosia rasvahapoista, vaan niistä muodostuu ketoaineita, joita aivot ja sydänlihas voivat käyttää ravinnokseen.

Pilkkoutuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ravinnon sisältämät imeytyvät hiilihydraatit pilkkoutuvat suolistossa verenkiertoon kulkeutuviksi glukoosi-, galaktoosi- ja fruktoosimolekyyleiksi, joita kutsutaan monosakkarideiksi eli yksinkertaisiksi sokereiksi[8] koska ne muodostuvat vain yhdestä sokerimolekyylistä[9].

Hiilihydraatteja pilkkovia entsyymejä on elimistössä useita. Suussa tärkkelyksen hydrolyysin aloittaa syljen amylaasi, jota on vain suurten sylkirauhasten erittämässä seroosissa syljessä. Tärkkelyksen pilkkominen maltoosiksi jatkuu pohjukaissuolessa, jossa on haiman erittämää amylaasia. Myös ohutsuolen seinämästä erittyy hiilihydraatteja pilkkovia entsyymejä, jotka ovat disakkaridaaseja. Maltoosia pilkkoo maltaasi kahdeksi glukoosimolekyyliksi. Laktoosia pilkkoo laktaasi glukoosiksi ja galaktoosiksi. Sakkaraasi puolestaan pilkkoo sakkaroosia glukoosiksi ja fruktoosiksi. Glukoosi, galaktoosi ja fruktoosi siirtyvät ohutsuolen seinämän läpi verenkiertoon.

Glykogeenin pilkkoutumisen saa maksassa aikaan glukagoni ja lihaksessa adrenaliini. Hydrolyysin sijaan glykogeeni pilkkoutuu fosforolyyttisesti, eli glukoosiyksiköiden väliin sitoutuu vesimolekyylin sijasta fosforihappo. Näin saadaan glukoosi-1-fosfaattia, joka voidaan syöttää glykolyysiin.

Ihminen pystyy käyttämään hyväkseen tärkkelystä ja sokereita, muttei selluloosaa, sillä ihmiseltä puuttuvat sen hajotukseen tarvittavat entsyymit.

Tarve ja saanti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiilihydraatit eivät ole ihmiselle välttämättömiä ravintoaineita, koska ihmisen elimistö kykenee muodostamaan tarvitsemansa glukoosin ravinnosta saadusta proteiinista ja/tai rasvasta. Tätä kutsutaan glukoneogeneesiksi.[5]

Hiilihydraatteja nautitaan Euroopassa eniten Tsekissä ja Norjassa ja vähiten Kreikassa ja Espanjassa[10]. Intiassa hiilihydraattien osuus ravinnosta on lähes 75 energiaprosenttia, josta suurin osa on peräisin valkoisesta riisistä ja vehnäjauhosta[11].

Suomalaiset saavat imeytyviä hiilihydraatteja keskimäärin: naiset noin 177 g/vrk ja miehet 219 g/vrk, mikä vastaa päivittäisestä energiansaannista naisilla noin 43 energiaprosenttia ja miehillä 41 energiaprosenttia[12]. Leipä on suomalaisilla keskeinen hiilihydraattien lähde ja muita huomattavia lähteitä ovat leivonnaiset, hedelmät, peruna, maitotuotteet ja makeiset[13]. Sakkaroosin (eli tavallisen sokerin) osuus suomalaisten nauttimista hiilihydraateista on liian suuri suosituksiin verrattuna.[13] Valtion ravitsemusneuvottelukunnan suositusten mukaan päivittäisen ravinnon energiasta 45–60 energiaprosenttia pitäisi olla peräisin hiilihydraatteista. Alkoholijuomien sisältämiä hiilihydraatteja ei kuitenkaan oteta laskelmassa huomioon. Elintarvikkeisiin lisättyjen sokereiden kuten sakkaroosin, fruktoosin ja glukoosin määrä ei saisi ylittää 10 energiaprosenttia.[14]

Terveysvaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ravinnon sisältämät hiilihydraatit, etenkin suuren glykeemisen indeksin omaavat, lisäävät suussa elävien hammasmätää ja ientulehdusta aiheuttavien bakteerien määrää ja häiritsevät myös hampaiden kiinnityskudosten aineenvaihduntaa[15][16].

Vuonna 2006 julkaistun tutkimuksen mukaan naisilla, jotka saavat päivittäisestä ravinnostaan suurimman glykeemisen kokonaiskuorman, esiintyy lähes kaksi kertaa enemmän sydän- ja verisuonisairauksia, kuin niillä naisilla, jotka saavat ravinnostaan pienimmän glykeemisen kokonaiskuorman. Glykeeminen kuorma ilmentää sitä, kuinka nopeasti ja kuinka paljon erilaiset hiilihydraatit nostavat verensokeria eli veren glukoosipitoisuutta. Ravinnon glykeeminen kuorma heijastelee sekä nautittujen hiilihydraattien määrää, että niiden laatua. Tutkimuksen koehenkilöinä oli yli 80 000 yhdysvaltalaista sairaanhoitajaa, joiden terveyttä seurattiin kahdenkymmenen vuoden ajan.[17] Samalla ryhmällä esiintyi myös lähes kolme kertaa enemmän paksusuolen syopää.[18] Aterian sisältämät hiilihydraatit nostavat metabolisen oireyhtymän omaavilla potilailla veren palmitoleiinihappopitoisuutta, mikä lisää matala-asteisen tulehduksen, sydän- ja verisuonitautien, diabeteksen ja eturauhassyövän riskiä.[19]

Suomalaisissa ravitsemussuosituksissa suositellaan, että hiilihydraatit tulisi saada pääosin kuitupitoisista ruoka-aineista.[20] Kuiduilla on ajateltu olevan runsaasti hyödyllisiä terveysvaikutuksia, mutta tutkimustulokset ovat ristiriitaisia[21][22] [23] eivätkä pelkästään positiivisia.[24] Kuitupitoisella ravinnolla tai ravinnon kuitulisillä on kuitenkin todettu olevan laihtumista ja painonhallintaa tukevaa vaikutusta[25]. Kuitua on etenkin kaakaossa, pavuissa, pähkinöissä, täysjyväviljoissa, marjoissa, vihanneksissa ja hedelmissä.

Vuonna 2017 julkaistiin maailmanlaajuinen Prospective Urban-Rural Epidemiology study (PURE), jossa oli yli 135 000 osanottajaa eri tulotasoa edustavista maista. Saadut tulokset suhteutettiin osanottajien koulutukseen, tulotasoon, tupakointiin, fyysiseen aktiivisuuteen, keskivartalolihavuuteen, diabetekseen sekä asumiseen maalla tai kaupungissa. Tuloksena oli, että sillä väestöviidenneksellä, joka sai ravinnosta eniten hiilihydraatteja, esiintyi 28 prosenttia enemmän kuolemantapauksia kuin sillä viidenneksellä, joka nautti vähiten hiilihydraatteja.[26] Ravitsemusterapeutti Reijo Laatikaisen mukaan kyseisen tutkimuksen pääviesti olisi ollut "vältä runsasta puhdistetun viljan ja sokerin eli höttöhiilareiden käyttöä ja käytä runsaasti vihanneksia, juureksia, hedelmiä, marjoja sekä papuja, linssejä ja herneitä."[27] Kyseinen kehotus koski kuitenkin ainoastaan vihanneksia, palkokasveja ja hedelmiä, eikä tutkimuksessa selvitetty tai otettu kantaa puhdistetun tai kokojyväviljan tai sokerin osuuteen ravinnon hiilihydraateista.[26]

Historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yhdysvaltojen senaatin asettama ravitsemuskomitea suositteli vuonna 1977 valmistuneessa raportissaan ihmisiä muuttamaan ruokavaliotaan siten, että 55-60 prosenttia energiansaannista tulisi polysakkarideista.[28]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. National Nutrient Database usda.gov.
  2. CALCULATION OF THE ENERGY CONTENT OF FOODS – ENERGY CONVERSION FACTORS fao.org. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
  3. Carbohydrate reference list diabetes.org.uk. Diabetes UK.
  4. Etusivu - Fineli fineli.fi. Viitattu 21.8.2020.
  5. a b "Is dietary carbohydrate essential for human nutrition?" (2002). The American journal of clinical nutrition 75 (5): 951–3; author reply 953–4. PMID 11976176. 
  6. Simple and Complex Carbohydrates Helmikuu 1986. Jenkins, David; Alexandra L. Jenkins; Thomas M.S. Woleve; Lilian H. Thompson; A. Venkat Rao. Viitattu 23.11.2015.
  7. Rose, C.; Parker, A.; Jefferson, B.; Cartmell, E.: The Characterization of Feces and Urine: A Review of the Literature to Inform Advanced Treatment Technology. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2015, 45. vsk, nro 17, s. 1827–1879. doi:10.1080/10643389.2014.1000761. ISSN 1064-3389. (englanniksi)
  8. Ravintoaineet. 15.10.2015. Antti Aro. https://www.terveyskirjasto.fi/terveyskirjasto/tk.koti?p_artikkeli=skr00001
  9. Hiilihydraatit. Peda-net. https://peda.net/kannus/jvk/oppiaineet2/kemia/kemia32/oppikirja/III/15
  10. Hiilihydraatit ja niiden terveysvaikutukset. Sivu 12. https://www.julkari.fi/bitstream/handle/10024/114506/URN_ISBN_978-952-302-114-3.pdf?sequence=1
  11. Hina Zahid: Excess white rice intake linked to new onset of Type 2 Diabetes medicaldialogues.in. 4.9.2020. Viitattu 27.9.2020. (englanniksi)
  12. Ravitsemus Suomessa –FinRavinto 2017 -tutkimus. Sivu 68. https://www.julkari.fi/bitstream/handle/10024/137433/Raportti_12_2018_netti%20uusi%202.4.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  13. a b Paturi, M. & Tapanainen, H. & Reinivuo, H. & Pietinen, P. (toim.): Finravinto 2007 -tutkimus (PDF) 2008. Kansanterveyslaitos. Viitattu 10.10.2008.
  14. Valtion ravitsemusneuvottelukunta: Terveytta ruoasta! Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014 2014. Valtion ravitsemusneuvottelukunta. Viitattu 16.5.2014.
  15. Tanya L. Smith, RDH, BS: Oral Health Effects of the Ketogenic Diet Today's RDH. 28.7.2019. Viitattu 2.3.2020. (englanniksi)
  16. Margaret Woodward, Andrew J. Rugg-Gunn: Chapter 8: Milk, Yoghurts and Dental Caries. Monographs in Oral Science, 2020, nro 28, s. 77–90. PubMed:31940625. doi:10.1159/000455374. ISSN 1662-3843. Artikkelin verkkoversio.
  17. Low-Carbohydrate-Diet Score and the Risk of Coronary Heart Disease in Women. vertaisarvioitu tieteellinen artikkeli, November 9, 2006. The new england journal of medicine.
  18. Susan Higginbotham, Zuo-Feng Zhang, I.-Min Lee, Nancy R. Cook, Edward Giovannucci, Julie E. Buring: Dietary Glycemic Load and Risk of Colorectal Cancer in the Women's Health Study. JNCI: Journal of the National Cancer Institute, 4.2.2004, nro 3, s. 229–233. doi:10.1093/jnci/djh020. ISSN 0027-8874. Artikkelin verkkoversio. en
  19. Study: Doubling Saturated Fat in the Diet Does Not Increase Saturated Fat in Blood Study: Doubling Saturated Fat in the Diet Does Not Increase Saturated Fat in Blood. Viitattu 7.7.2020. (englanniksi)
  20. Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014 2018. Valtion ravitsemusneuvottelukunta.
  21. Dagfinn Aune, Doris S. M. Chan, Rosa Lau, Rui Vieira, Darren C. Greenwood, Ellen Kampman: Dietary fibre, whole grains, and risk of colorectal cancer: systematic review and dose-response meta-analysis of prospective studies. BMJ, 10.11.2011, nro 343, s. d6617. PubMed:22074852. doi:10.1136/bmj.d6617. ISSN 0959-8138. Artikkelin verkkoversio. en
  22. Fiber Intake and Incidence of Colorectal Cancer among 76,947 Women and 47,279 Men(englanniksi)
  23. Dietary fibre for the prevention of colorectal adenomas and carcinomas(englanniksi)
  24. Calcium and fibre supplementation in prevention of colorectal adenoma recurrence: a randomised intervention trial. European Cancer Prevention Organisation Study Group: Bonithon-Kopp C, Kronborg O, Giacosa A, Räth U, Faivre J. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11073017
  25. N. C. Howarth, E. Saltzman, S. B. Roberts: Dietary fiber and weight regulation. Nutrition Reviews, 2001-05, nro 5, s. 129–139. PubMed:11396693. doi:10.1111/j.1753-4887.2001.tb07001.x. ISSN 0029-6643. Artikkelin verkkoversio.
  26. a b Dehghan et al.: Associations of fats and carbohydrate intake with cardiovascular disease and mortality in 18 countries from five continents (PURE): A prospective cohort study. The Lancet 390(10107), 2017.
  27. Reijo Laatikainen: "Mitä suuri PURE-tutkimus opettaa suomalaiselle ravitsemustieteilijälle? pronutritionist.net. 30.8.2017.
  28. Recommending Drastic Diet Changes. Marian Burros January 20, 1977. https://www.washingtonpost.com/archive/lifestyle/1977/01/20/recommending-drastic-diet-changes/a3c005b5-2b89-4784-8782-83c0055b7aa4/

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Hiilihydraatti.