Углеводы

Главная функция, которую выполняют углеводы пищи, – снабжение организма энергией. Энергия освобождается в результате непрерывно протекающих процессов биологического окисления, конечные продукты которого – углекислота и вода – выделяются из организма. Таким образом, основная масса углеводов, поступающих в организм с пищей, быстро сжигается в процессе жизнедеятельности. Незначительные их запасы, в виде так называемого животного крахмала – гликогена – откладывается в печени и мышцах.

Итак, углеводы – это основной источник энергии для нашего организма. В организме они превращаются в глюкозу, без которой центральная нервная система человека быстро истощается, вызывая у него чувство вялости и раздражительности. Углеводы – большая группа природных органических соединений, состоящих из углерода, кислорода и воды. Различают моно -, олиго – и полисахариды, а также сложные углеводы – гликопротеиды, гликолипиды, гликозиды и др. Среди углеводов, содержащихся в растениях, простейшими являются моносахариды (глюкоза, фруктоза и пр.). Соединяясь между собой, они образуют более сложные соединения – дисахариды (сахароза, мальтоза), полисахариды (крахмал, инулин, пектиновые вещества, клетчатка и пр.). Полисахариды в виде клетчатки, крахмала и пектинов содержатся преимущественно в овощах, фруктах, зерне, муке, хлебе и составляют углеводную основу пищи.

Глюкоза (виноградный сахар) – главный углевод организма. Поступая в организм, она легко усваивается, улучшает работу печени и сердца, повышает кровяное давление, усиливает обмен веществ. Сахароза (кристаллический, полученный из сахарного тростника либо сахарной свеклы, сахар) – это обычный сахар, молекула которого состоит из одного остатка глюкозы и одного остатка фруктозы, на которые она и распадается под влиянием ферментов пищеварительного тракта. Благодаря такому составу сахарозу относят к группе дисахаридов. К этой же группе принадлежит и молочный сахар, который содержится в молоке. Мед, вырабатываемый пчелами, содержит до 75% смеси глюкозы и фруктозы, а также ферменты, разнообразные органические кислоты (молочную, яблочную, лимонную, щавелевую и пр.). В чистом виде (в виде моносахарида) фруктоза (фруктовый сахар) содержится во фруктах, ягодах, меде. Поступая в организм, фруктоза (сама по себе) не вызывает гипергликемию (повышение уровня сахара в крови) и высвобождение инсулина. Фруктоза способна остановить глюконеогенез (синтез глюкозы из других веществ), а в печени быстро перейти в гликоген. К тому же фруктоза метаболизируется быстрее, чем глюкоза. Однако таким превращениям подвергается только 30% фруктозы, остальная же ее часть превращается в глюкозу.

Основной путь энергетических превращений углеводов в организме, поступающих в виде сахаров и крахмала, проходит через их расщепление на глюкозу и накопление в мышцах и печени в виде гликогена. Гликоген, накопленный в печени, затем также используется при снижении уровня глюкозы в крови. Углеводы являются сильнейшим стимулятором секреции инсулина (гормон, вырабатываемый поджелудочной железой). В свою очередь инсулин участвует в запуске механизмов синтеза гликогена. К тому же углеводы – это исходное сырье для синтеза гликогена. После продолжительной интенсивной работы, или после длительного голодания запасы гликогена истощаются, и организм переключается на другие источники энергии, в том числе белки мышц и подкожный жир. Не получая необходимого количества углеводов, организм начинает обезвоживаться (так как именно углеводы накапливают воду) и «поедать» мышечные ткани. За счет углеводов должно поступать две трети необходимых организму калорий.

Основными крахмалсодержащими растениями являются злаки (пшеница, рожь, ячмень, рис и пр.), картофель. В пищеварительном тракте крахмал расщепляется, давая легкорастворимый сахар – глюкозу. Крахмал снижает содержание холестерина в печени и сыворотке крови, способствует синтезу рибофлавина кишечными бактериями и интенсификации обмена жирных кислот. Крахмал употребляют в виде хлеба и различных каш, или же в виде разваренного картофеля, батата и пр. Сложные углеводы, к которым относится крахмал, медленно превращаются в глюкозу и поступают в кровь, поэтому они являются энергоносителями пролонгированного действия. После их употребления чувство голода наступает не скоро, по сравнению со сладостями, поскольку простые сахара тотчас же поступают в кровь, вызывая резкие колебания уровня сахара в крови. Фруктовый сахар (фруктоза), содержащийся прежде всего во фруктах, не вызывает таких сильных «колебаний» и лучше усваивается.

Продукты, 100 г… углеводы, г

хлеб ржаной…42—45 / хлеб пшеничный…43—50 / крупа гречневая…64 / крупа манная…70 / рис…72 / сахар…95 / картофель…20 / капуста…5 / арбуз…9 / морковь…7—8 / свекла…10 / виноград…17 / яблоки…11

Потребность в углеводах, в значительной степени, зависит от энергетических трат организма. У работников физического труда и у спортсменов она значительно выше, чем у людей умственного труда. В среднем для взрослого мужчины, занятого преимущественно умственным или легким физическим трудом, потребность в углеводах колеблется в районе 400—500 граммов в день. У лиц пенсионного возраста она еще ниже – 300—400 граммов. При более значительных энергозатратах, например во время спортивных состязаний, количество углеводов в пищевом рационе может возрасти до 800—900 граммов в сутки. В отличие от других пищевых веществ углеводы имеют, главным образом, энергетическую ценность, поэтому за их счет легче всего регулировать калорийность дневного рациона.

Простые и сложные углеводы

Замечательным свойством простых углеводов (глюкоза, фруктоза…) является их способность всасываться в неизменном виде через слизистую кишечника. В результате простые сахара проникают в кровь спустя несколько минут после их приема с пищей. Очень быстро усваиваются и дисахариды (сахароза…). Эти особенности простых углеводов используют спортсмены перед стартом, особенно на длинные дистанции, принимая простые углеводы незадолго до него. Однако быстрое всасывание простых сахаров, при неумелом их использовании, может даже нанести определенный вред. Например, если за один прием пищи съесть больше 100—150 граммов сахара, то его количество в крови резко увеличится, то есть возникнет гипергликемия. Последняя вызывает болезненную реакцию со стороны некоторых органов, в частности – почек, в результате чего часть сахара переходит в мочу. Поэтому, как правило, не следует за один прием съедать более 100 граммов сахару.

Основные количества углеводов мы получаем в виде крахмала, который в больших количествах содержится в продуктах растительного происхождения и никогда не вызывает значительной гипергликемии, так как его усвоению предшествует сравнительно медленный процесс переваривания и всасывания в пищеварительном тракте. Крахмал расщепляется под влиянием фермента амилазы, который содержится в слюне и в соке поджелудочной железы. Под влиянием амилазы крахмал постепенно расщепляется до сахаров. Если долго пережевывать хлеб, то начинает ощущаться сладкий привкус. Это – единственный пищеварительный процесс, вызываемый слюной; на белки и жиры слюна не действует.

Как уже было сказано ранее, углеводы являются основными и наиболее легкодоступными источниками энергии для организма. Все углеводы – это разновидности сахаров, сложных молекул, состоящих из углерода, водорода и кислорода. Ниже перечислены основные категории углеводов:

Моносахариды: – глюкоза (содержится в кровеносной системе); – фруктоза (фруктовый сахар); – галактоза (разновидность молочного сахара).

Олигосахариды: – сахароза (столовый сахар); – лактоза (молочный сахар); – мальтоза (солодовый сахар).

Полисахариды: – растительные полисахариды (крахмал и целлюлоза); – животные полисахариды (гликоген).

Скорость метаболизма углеводов измеряется по так называемому гликемическому индексу. Высокий гликемический индекс означает, что полисахариды перерабатываются быстро; низкий гликемический индекс означает более медленный метаболизм. То, что мы называли простыми углеводами, теперь называется углеводами с высоким гликемическим индексом (фрукты, рафинированный сахар), а сложные углеводы характеризуются низким гликемическим индексом (крахмал, целлюлоза). Углеводы с низким гликемическим индексом отдают свою энергию в течение довольно долгого времени и, следовательно, перерабатываются с определенной задержкой.

Углеводы являются самым легкодоступным источником энергии для организма. После переваривания они перерабатываются в глюкозу, которая циркулирует в кровеносной системе и служит «топливом» для повседневной деятельности, и гликоген, который запасается в печени и мышцах для дальнейшего использования. Потребность в углеводах меняется в значительных пределах, в зависимости от уровня активности. Организму необходимо около 60 граммов углеводов ежедневно, для поддержания основных процессов в нервной системе (например, мозг почти полностью получает энергию от углеводов). Как уже было сказано, углеводы являются основным «топливом» для повседневной деятельности.

Количество углеводов в вашем рационе во многом зависит от того, какую цель вы перед собой ставите: набрать вес, сбросить вес или поддерживать его на постоянном уровне. Необходимо поддерживать минимально допустимый уровень потребления углеводов, иначе организм начнет испытывать углеводную недостаточность – состояние, которое называется кетозом.

Кетоз является результатом углеводной недостаточности. Организму требуется определенное количество углеводов, чтобы полностью перерабатывать жиры, ведь «жиры сжигаются в углеводном пламени». Когда углеводов не хватает, этот процесс замедляется или останавливается. Основным симптомом кетоза является кетонимия, появление кетоновых тел в кровеносной системе. Кетоновые тела – это продукт неполного сжигания жиров. Они могут быть использованы вместо гликогена для выработки энергии, необходимой для функционирования мозга и нервной системы. Проблема заключается в том, что кетоновые тела далеко не так эффективны, как гликоген. При выраженном кетозе движения человека становятся вялыми, умственные процессы замедляются, а тело постепенно обезвоживается. В отсутствие углеводов организм начинает перерабатывать все большее количество аминокислот (протеинов) для выработки дополнительной энергии.

С точки зрения правильного питания лучше всего включить понемногу из каждого вида углеводов в свой ежедневный рацион. Некоторые углеводы усваиваются очень быстро. Фрукты содержат высокогликемические углеводы, удобные для быстрой выработки энергии, а также снабженные полезными витаминами. Низкогликемические углеводы, усваиваемые организмом в течение более долгого времени, выделяют энергию постепенно и содержат минимальное количество калорий.

Скорость метаболизма углеводов имеет важное значение из-за действия инсулина. Инсулин вырабатывается организмом для разложения углеводных сахаров (диабет – это болезнь, при которой организм постоянно испытывает недостаток инсулина, поэтому диабетикам приходится вводить этот препарат внутривенно). При употреблении в больших количествах высокогликемических углеводов, организму приходится вырабатывать много инсулина, чтобы усвоить их. Это называется «инсулиновым пиком». Инсулин быстро переносит углеводы из крови в ткани, в результате чего уровень сахара в крови резко падает вместе с уровнем энергии, и вскоре вы опять начинаете испытывать голод. Употребление высокогликемических углеводов в меньших количествах либо в сочетании с белками, жирами и низкогликемическими углеводами сглаживает этот процесс: организм вырабатывает умеренное количество инсулина, и уровень сахара в крови снижается постепенно.

Углеводы являются составной частью здоровой диеты, но люди часто путают полезные углеводные продукты с теми, которые содержат рафинированный сахар – конфетами, пирожными, прохладительными напитками и так далее. Эти продукты питания дают практически «пустые» калории, не имеющие пищевой ценности. Совсем другое дело, когда вы едите фрукты, овощи, рис или картофель.

Сахар крови

Кровеносные сосуды являются основными транспортными магистралями, по которым осуществляется доставка необходимых для жизнедеятельности пищевых веществ к каждой клеточке организма и удаление конечных продуктов обмена. Одним из главных источников энергии – «топливом», которое сжигается во всех без исключения тканях организма – является глюкоза, поэтому перебои в ее доставке вызывают сбои в работе сердца, мозга и других органов. Ткани головного мозга интенсивно используют глюкозу, в несколько раз больше других организма, поэтому нарушение снабжения их глюкозой вызывает болезненную реакцию. Таким образом, постоянный уровень сахара в крови является одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности организма. Последний обладает тонкими механизмами регуляции сахара крови. У здоровых людей в 100 мл крови содержание сахара колеблется от 80 до 120 мг. Содержание сахара в крови ниже приведенных цифр вызывает раздражение заложенных в стенках кровеносных сосудов специальных нервных образований – хеморецепторов. Эти сигналы передаются в головной мозг и вызывают рефлекторное усиление расщепления полисахаридов (гликогена) в печени, мышцах и других тканях. Повышение уровня глюкозы в крови активирует противоположные процессы синтеза резервных полисахаридов.

Уровень сахара в крови, помимо нервной системы, регулируют некоторые гормоны. В мозговом веществе надпочечников и в окончаниях симпатической нервной системы выделяются адреналин и адреналиноподобные вещества, которые помогают быстрой мобилизации углеводных резервов в организме и выбросу значительных количеств глюкозы в кровь. Такая адреналиновая гипергликемия возникает прежде всего тогда, когда от организма требуется максимальное физическое, психическое и эмоциональное напряжение. В таких случаях большое количество сахара в крови обеспечивает лучшие условия питания органов, выполняющих интенсивную работу, например: у спортсменов перед стартом, у студентов перед экзаменом и тому подобное. Весьма важная роль в регулировании количества сахара в крови принадлежит гормону поджелудочной железы – инсулину. Он ускоряет использование сахара крови тканями и активирует синтез резервных полисахаридов. Систематическое определение сахара в крови позволяет своевременно выявлять нарушения, которые лежат в основе многих серьезных заболеваний.

Сахарный диабет

Недостаточное образование инсулина в клетках поджелудочной железы вызывает тяжелое заболевание – сахарный диабет. Последний сопровождается: резким нарушением способности организма использовать углеводы, снижением скорости сжигания глюкозы в тканях, замедлением процессов синтеза резервных углеводов в печени и мышцах. В результате содержание глюкозы в крови сильно повышается (200—400 мг в 100 мл крови, вместо 80—120), почки перестают удерживать сахар и значительные его количества начинают выделяться с мочой. Обычно моча не содержит сахара. У здорового человека незначительные количества сахара в моче могут появиться только после употребления большого количества сладостей.

Ранними признаками диабета являются: плохое самочувствие, повышенная жажда, выделение больших количеств (до нескольких литров в сутки) светлой мочи, похудание и слабость. Эти симптомы возникают вследствие понижения усвояемости углеводов и высокой концентрации сахара в крови, которая приводит к возбуждению питьевого центра головного мозга и раздражению почек. В таких случаях следует срочно обращаться к врачу. Количество выделяемых с мочой углеводов часто превышает величину их суммарного содержания пище. Утратив способность усваивать глюкозу, клетки организма диабетика испытывают постоянный углеводный голод, в то время как огромные количества углеводов накапливаются в крови. При тяжелых формах диабета в глюкозу могут частично перерабатываться не только поступающие с пищей углеводы, но также жиры и белки самого организма, что приводит к резкому похуданию больного.

Искусственный гормон инсулин является мощным средством борьбы с диабетом. Правда, этот гормон поджелудочной железы требует четкой дозировки, а передозировка этого препарата смертельно опасна. Инсулин резко снижает уровень сахаров в крови, сменяя гипергликемию на глубокую гипогликемию (понижение уровня сахара в крови). Последняя обрекает на голодание головной мозг и сердце, что может привести к смертельному исходу. Вот почему инсулин следует применять с большой осторожностью и только по назначению врача.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.