Схема превращений углеводов в пищеварительной системе

Всасывание моносахаридов — активный физиологический процесс, протекающий с затратой энергии. Ее обеспечивают окислительные процессы, происходящие в клетках кишечной стенки. Моносахариды получают энергию, взаимодействуя с молекулой АТФ в реакциях, продуктами которых являются фосфорные эфиры моносахаридов. При переходе из кишечной стенки в кровь фосфорные эфиры расщепляются фосфатазами, и в кровоток поступают свободные моносахариды. Поступление их из крови в клетки различных органов также сопровождается их фосфорилированием.

Однако скорость превращения и появления в крови глюкозы из разных продуктов разная. Механизм этих биологических процессов отражен в понятии «гликемический индекс» (ГИ), которое показывает скорость превращения углеводов пищи (крахмала, гликогена, сахарозы, лактозы, фруктозы и т. д.) в глюкозу крови.

Известно, что уровень глюкозы в крови колеблется от 3,33 ммоль/л до 5,55 ммоль/л и регулируется с помощью гормонов инсулина, понижающего этот уровень до нормы и глюкагона, повышающего его до нормы. Увеличение уровня глюкозы в крови после приема пищи (пищевая или алиментарная гипергликемия) повышает, следовательно, и содержание инсулина в крови.

Инсулин — анаболический гормон; он воздействует на мембраны клеток, увеличивая их проницаемость для глюкозы, следовательно, увеличивая и питание клеток. В случаях избыточного веса (ожирение), такой процесс можно контролировать, используя продукты с низким и средним гликемическим индексом, и, наоборот, при интенсивных физических нагрузках — с высоким гликемическим индексом.

Попавшие из кишечника в кровь моносахариды переносятся ею в печень. Печень может регулировать содержание глюкозы в крови. Избыток глюкозы превращается в ней в гликоген и откладывается в запас, остальная глюкоза поступает в большой круг кровообращения и постепенно используется клетками различных органов. При повышении потребности организма в глюкозе гликоген печени может расщепляться и повышать уровень ее в крови.

Если поступление глюкозы в печень превышает возможности ее превращения в гликоген, то в большом круге кровообращения ее содержание оказывается выше нормы (5,55 ммоль/л). Такое состояние называется гипергликемией. Она стимулирует синтез гликогена не только в печени, но и в мышцах, а также превращение глюкозы в жиры и холестерин.

В состоянии покоя наибольшее количество глюкозы потребляется головным мозгом, при физической работе — мышцами.

В клетках различных органов в зависимости от их функционального состояния глюкоза либо сразу включается в реакции распада, обеспечивающие клетку энергией, либо участвует в пластическом обмене, в ходе которого из нее может синтезироваться не только гликоген, но и более сложные вещества: нуклеиновые кислоты, гликолипиды, гетерополисахариды и т. д.

Нормирование углеводов в рационе должно производиться с учетом сбалансированности их с белками и жирами Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б. В. Петровский. В 1 т. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — С. 619.

Избыток углеводов в питании является одним из основных факторов, способствующих появлению избыточного веса. Однако нередко резкое ограничение углеводов в диете ведет к значительным нарушениям обмена веществ. Особенно страдает при этом белковый обмен. Белки при дефиците углеводов используются не по назначению: они становятся источником энергии и участниками некоторых важных химических реакций. Это приводит к повышенному образованию азотистых веществ и, как следствие, к повышенной нагрузке на почки, нарушениям солевого обмена и другим, вредным для здоровья, последствиям. При достаточном поступлении углеводов с пищей белки используются, главным образом, для пластического обмена, а не для производства энергии. Таким образом, углеводы необходимы для рационального использования белков, которые являются составной частью молекул некоторых аминокислот, участвуют в построении ферментов, образовании нуклеиновых кислот, являются предшественниками образования жиров, иммуноглобулинов, играющих важную роль в системе иммунитета, и гликопротеидов — комплексов углеводов и белков, которые являются важнейшими компонентами клеточных оболочек.

При дефиците углеводов в пище организм использует для синтеза энергии не только белки, но и жиры. При усиленном распаде жиров могут возникнуть нарушения обменных процессов, связанные с ускоренным образованием кетонов (к этому классу веществ относится известный всем ацетон) и накоплением их в организме. Избыточное образование кетонов при усиленном окислении жиров и частично белков может привести к «закислению» внутренней среды организма и отравлению тканей мозга вплоть до развития ацидотической комы с потерей сознания.

Таким образом, составляя рацион питания, а особенно для спортсменов, следует строго придерживаться научных рекомендаций, касающихся его сбалансированности.