Углеводы

Углеводы (сахариды) – органические соединения, содержащие карбонильную и гидроксильную группы. Они выступают главным источником энергии для организма. Впервые название класса сахаридов ввел в научный обиход российский химик К. Г. Шмидт в 1844 году.

Термин «углеводы» (англ. – carbohydrate) происходит от словосочетания «гидраты углерода» и объединяет низкомолекулярные и высокомолекулярные вещества. Последние, в свою очередь, содержат остатки простых сахаров. По химической структуре разделяют на простые (моно-, дисахариды), содержащие одну или две единицы сахаридов и сложные (полисахариды), состоящие из трех и более частиц.

При попадании соединения в организм, уровень глюкозы возрастает, что вызывает прилив бодрости и сил. С понижением концентрации сахара приходит ощущение подавленности, вялость, чувство голода, ухудшается настроение, все мысли сводятся к еде.

Простые или быстрые углеводы имеют выраженный сладкий вкус, легко усваиваются организмом, характеризуются высоким гликемическим индексом (ГИ). Такие соединения резко увеличивают процент глюкозы в крови. Сложные или медленные сахариды обладают низким ГИ и ведут к постепенному увеличению уровня сахара в организме.

Соединения данного класса составляют 3% массы животных, 80% сухого веса растений.

Углеводы нужны для питания мозга, обеспечения энергией всех процессов жизнедеятельности, метаболизма питательных веществ, регулирования функций ЦНС. Помимо этого, организм человека использует сахариды в качестве строительного материала для выработки нуклеиновых кислот, иммуноглобулинов, аминокислот, ферментов.

Моносахариды

Органические соединения данного класса – это самый быстрый источник энергии.

Виды моносахаридов

Моносахариды представлены более чем 5 видами соединений. Наиболее актуальные для человеческого организма будут описаны ниже.

Глюкоза

Это самый распространенный представитель класса простых углеводов. Глюкоза является главным поставщиком энергии для мозга. Соединение поступает в организм с плодами и ягодами, может синтезироваться при расщеплении крахмала, дисахаридов пищи.

Основные функции глюкозы: питание работающих мышц, в частности, сердечной, участие в образовании запасов гликогена в печеночной ткани, поддержание сахара в пределах нормы. При пиковых нагрузках используется в качестве источника энергии, высвобождаясь из аминокислот и триглицеридов. Продукты, богатые глюкозой: бананы, яблоки, персики, виноград, хурма, свежевыжатые фруктовые соки.

Фруктоза

Это легкоусвояемый, самый сладкий углерод, обладающий такими же свойствами, что и глюкоза. После поступления в кровь, фруктоза медленнее всасывается в кишечнике, однако очень быстро выводится из кровяного русла.

До 80% вещества задерживается в печени. Фруктоза, по отношению к глюкозе, легче трансформируется в гликоген, отличается большей сладостью, не перенасыщает кровь сахаром. Основные источники моносахарида: мед, черная смородина, персики, яблоки, груши, малина, арбузы. Поэтому людям, страдающим сахарным диабетом, может быть разрешено употребить 1 ч. л. меда, но не сахара.

Галактоза

Представляет собой продукт расщепления лактозы (главного углевода молока). Эмпирическая формула глюкозы, фруктозы, галактозы – C6H12O6. В свободной в форме соединение не встречается.

Рибоза

Моносахарид входит в строение нуклеиновых кислот, а его производная – дезоксирибоза в молекулу ДНК. Структурная формула – С5Н10О5. Рибоза участвует в аэробном энергообмене, определяет структуру генов, хромосом, ускоряет усвояемость креатина, борется со свободными радикалами, увеличивает работоспособность и выносливость. Выпускается как биологически активная добавка в виде порошка, капсул.

Эритроза

Это моносахарид, принадлежащий к альдозам. Эмпирическая формула соединения – С4H8O4. Эритроза – промежуточный компонент углеводного обмена, участвующий в продуцировании фруктозо-6-фосфата.

В природе чаще всего моносахариды встречаются в молекулах, содержащих пять углеводных атомов (пентозы) или шесть (гектозы). При этом в состав гетерофункциональных соединений входят гидроксильные группы и одна карбонильная (кетонная или альдегидная).

Дисахариды

Дисахариды – два остатка моносахаридов, соединенные между собой посредством взаимодействия гидроксильных групп (по одной полуацетальной и спиртовой, или двумя полуацетальными). Общая формула углеводов с 2 единицами сахаридов – C12H22O11.

Виды дисахаридов

1. Сахароза. Представляет наибольшую ценность для организма человека: в процессе гидролиза соединение расщепляется на глюкозу, фруктозу. Важнейшие пищевые источники сахарозы: корнеплоды свеклы (до 20%) и стебли сахарного тростника (до 25%). Помимо этого, она в большом количестве находится в фруктах, ягодах, плодах, кленовом сиропе. Содержание дисахарида в сахаре-песке – 99,75%. При покупке продуктов, рекомендуется отдавать предпочтение натуральным источникам органического соединения, которые при попадании в организм быстро разлагаются на моносахариды, не создавая нагрузку на ЖКТ человека. Избыток углевода усиливает жирообразование, способствует «жировому» перерождению пищевых веществ, а именно белка (частично), триглицеридов, крахмала. Обильное потребление сахара усиливает гнилостные процессы в кишечнике, нарушает обмен холестерина, вызывает метеоризм, повышает риск возникновения сахарного диабета.
2. Лактоза. Это основной углевод молочных изделий. Химическая формула сахарозы и лактозы – C12H22O11. Дисахарид расщепляется на галактозу, глюкозу. Нехватка лактозы вызывает нарушения работы пищеварительного тракта, расстройство желудка, газообразование, непереносимость молока. Дефицит соединения в организме человека наблюдается при недостаточной выработке фермента лактазы.
3. Мальтоза (солодовый сахар). Соединение образуется в результате ферментативного распада гликогена и крахмала в пищеварительном тракте. Интересно, что мальтоза по сладости уступает сахарозе, однако превосходит лактозу. Структурная формула – C12H24O12. В состав мальтозы входят два остатка глюкозы. В свободном виде углевод встречается в следующих продуктах питания: злаках, проросшем зерне, пиве, дрожжах, солоде, меде, патоке.

По химическим свойствам лактоза и мальтоза относятся к классу восстанавливающихся (редуцирующих) дисахаридов, а сахароза – к невосстанавливающимся (нередуцирующим).

В соединениях первой категории один из моносахаридных остатков принимает участие в формировании гликозидной связи при помощи гидроксильной группы. Наличие свободного полуацетального гидроксила обуславливает возможность вещества к раскрытию цикла.

У невосстанавливаюхся дисахаридов ОН–группа отсутствует в любом аномерном центре. Как следствие, они не реагируют с реактивом Толленса, фелинговой жидкостью.

Сложные углеводы. Полисахариды

Соединения данной категории имеют усложненное строение молекулы, в их состав входят от десяти до нескольких тысяч моносахаридов. По строению в группе медленных углеводов различают гомополисахариды, которые синтезированы из однотипных единиц и гетерополисахариды, содержащих два и больше типов мономерных остатков. Процесс переваривания полисахаридов занимает в 2 – 5 раз больше времени, чем моно- или дисахаридов.

Различают следующие виды сложных углеводов: волокнистые, крахмалистые. Соединения первой группы представляют собой неусвояемую часть растений, они транзитом проходят через ЖКТ, не добавляя калорий питанию.

Волокнистые полисахариды (клетчатка) ускоряют время прохождения пищи по пищеварительному тракту, защищают от рака толстой кишки, заболеваний желудка, печени. Крахмалистые углеводы (гликоген) – форма энергосбережения у людей. Такие полисахариды обеспечивают заряд бодрости на весь день.

Рассмотрим представителей класса медленных углеводов.

1. Крахмал. Соединение представляет собой порошок белого цвета, не растворяется в холодной воде. Около 80% углеводов человек потребляет из крахмала. Химическая формула вещества – (С6H10O5)n. Соединение накапливается в хлоропластах растений и переходит в водорастворимые сахара, откуда перемещается через клеточные мембраны в клубни, корни, семена. В человеческом организме крахмал сырых растений начинает распадаться еще во рту на мальтозу под воздействием слюны. Что еще раз доказывает гипотезу, что тщательное пережевывание пищи – залог хорошего пищеварения. В желудочном тракте соединение подвергается гидролизу, в результате которого крахмал превращается в глюкозу. Данная реакция направлена на удовлетворение потребности человеческого организма в сахаре. Длинные цепочки полисахарида идеально подходят для обеспечения организма энергией на протяжении длительного времени (дня). Природные источники углевода: хлеб, макароны, пшеница, рис, бобовые, злаки, картофель.
2. Гликоген. Это полисахарид, образованный остатками глюкозы. Гликоген является основным запасным углеводом в организме человека. Он образует энергетический резерв, который способен восполнить внезапную нехватку глюкозы в крови. Соединение накапливается в печени, мышцах. Эмпирическая формула соединения идентична крахмалу – (C6H10O5)n. В печени взрослых общая масса гликогена может достигать 120 грамм, а в мышцах – превышать запас, который накоплен в гепатоцитах.
3. Пектины. Данные вещества образуются остатками галактуроновой кислоты и содержатся во всех фруктах. В пищевой промышленности соединения используются в качестве загустителей, осветлителей, стабилизаторов, влагоудерживающих агентов, в медицинской – для капсулирования лекарств. Полисахарид зарегистрирован как пищевая добавка под отметкой Е440. Пектиновые вещества выступают энтеросорбентами, они не усваиваются в ЖКТ человека, однако оказывают тройную пользу для здоровья: снижают уровень глюкозы в крови и количество «вредного» холестерина, очищают организм (убирают канцерогенные вещества), снижают возможность заболевания раком, сердечными недугами. Источники пектина: груши, айва, хурма, мандарины, грейпфруты, яблоки, бананы, сливы, ананасы, финики, черника, вишня, абрикосы, инжир.
4. Клетчатка. Полисахарид представляет растительные волокна, неперевариваемые пищеварительной системой человека, что обусловило второе наименование соединения – «неусвояемые углеводы». Виды клетчатки: растворимая (гемицеллюлоза, пектин, смола), нерастворимая (целлюлоза, лигнин). Сложные углеводы первого типа замедляют усвоение глюкозы из крови, снижают уровень холестерина в организме, второго – вбирают на своем пути жидкость, ускоряют прохождение еды по ЖКТ, предотвращают запоры. Помимо этого, клетчатка очищает организм от токсинов, насыщает без лишних калорий и препятствует формированию камней в желчном пузыре. Продукты, богатые полисахаридом: отруби, миндаль, соевые бобы, морковь, капуста, яблоки, молодой горох, арахис, изюм, свежевыжатый апельсиновый сок, цельная пшеница, мясные, рыбные изделия, сахар, молоко, сыр. Ежедневно человек нуждается в поступлении 30 грамм клетчатки: 7,5 грамм нерастворимой и 22,5 грамм растворимой.

В отличии от моно- и дисахаридов, гликоген, крахмал постепенно расщепляются в кишечнике, обеспечивая медленное возрастание содержания сахара в крови и равномерное насыщение организма энергией. В связи с этим, рекомендуется восполнять суточную потребность в углеводах за счет полисахаридов (85% от дневной нормы). При этом употребление быстро всасывающихся соединений нужно уменьшить до 15% от общего количества сахаридов, съедаемого за день.

Людям с сахарным диабетом, ожирением, атеросклерозом, сердечно-сосудистыми болезнями следует ограничить потребление быстрых углеводов (мучных, кондитерских изделий, сахара) до 5% в сутки.

Помните, в качестве основных источников сахаридов лучше использовать продукты, содержащие естественную сахарозу, глюкозу, фруктозу (проросшее зерно, овощи, фрукты, сухофрукты).

Продукты, содержащие быстрые, медленные углеводы

Для определения скорости расщепления сахаридов введен в обиход гликемический индекс. Продукты с ГИ выше 69 единиц относятся к категории быстро растворимых углеводов. Такие ингредиенты оказывают большую нагрузку на поджелудочную железу, ведут к ожирению и нарушению работы сердца, поэтому их потребление следует свести до минимума. Диетологи рекомендуют заменять моно- и дисахариды на полисахариды. ГИ медленных углеводов не превышает 69 единиц.

Как видно, продукты с высоким ГИ (свыше 69 баллов), в основном, – это обработанные, крахмалистые, сладкие изделия: картофель, злаковые, торты, пирожные, хлеб, макароны, рис. К низкогликемической пище, как правило, относятся скоропортящиеся товары.

Обогащая ежедневное меню полезными медленными углеводами, вы сможете улучшить свое состояние здоровья.

Биологическая роль сахаридов

Функции углеводов в организме человека.

1. Энергетическая. Сахариды обеспечивают 65% питательной ценности пищевого рациона. При окислении грамма углеводистых соединений выделяется четыре килокалории энергии, которая рассеивается в качестве тепла или «запасается» непосредственно в молекулах АТФ. При восполнении суточной потребности человека в полезном соединении, белки (аминокислоты) на энергетические нужды расходуются организмом лишь в незначительном количестве. В качестве основного источника питания выступают запасенные углеводы (гликоген) или свободная глюкоза.
2. Пластическая. Организм человека использует рибозу и дезоксирибозу для построения нуклеиновых кислот, АТФ, АДФ. Помимо этого, сахариды выступают структурной частью клеточных мембран, частично содержатся в ферментах. Продукты превращения глюкозы, а именно глюкозамин, глюкуроновая кислота, сосредоточены в полисахаридах и сложных белках хрящевой ткани.
3. Запас питательных веществ. Органические соединения накапливаются в виде гликогена в печени, скелетной мускулатуре, тканях. Запасы полисахарида зависят от характера питания, функционального состояния организма, массы тела. Систематическая мышечная деятельность способствует возрастанию количества гликогена и, как следствие, повышению энергетических возможностей человека.
4. Специфическая. Углеводы исполняют роль антикоагулянтов, обеспечивают специфичность групп крови, являются рецепторами цепочки гормонов, имеют противоопухолевое действие.
5. Защитная. Полисахариды содержатся в компонентах иммунной системы. Мукополисахариды входят в состав слизистых веществ, покрывающих поверхность сосудов носа, мочеполовых путей, бронхов, органов ЖКТ и защищают их от механических повреждений и проникновения бактерий, вирусов.
6. Регуляторная. Несмотря на то, что клетчатка из продуктов питания не распадается в кишечнике, она стимулирует пищеварение, активирует ферменты ЖКТ, перистальтику, улучшает всасывание питательных веществ.
7. Осмотическая. Сахариды участвуют в регуляции избыточного гидростатического давления за счет содержания глюкозы, которая влияет на данный показатель.

Таким образом, углеводы – соединения, выполняющие массу полезных функций для полноценной жизнедеятельности организма. Сахариды задействованы в процессах синтеза, секрета желез, гормонов и участвуют в протекании обменных реакций. Без натуральных углеводов ни один живой организм не сможет противостоять атакам вирусов.

Метаболизм углеводов в человеческом организме

Углеводный обмен – совокупность реакций преобразования сахаридов и биологических полимеров в энергию, необходимую для жизнедеятельности человеческого организма.

Этапы метаболизма

1. Переваривание. Переработка углеводной пищи начинается во рту, где под воздействием ферментов слюны происходят первые фазы расщепления крахмала. После попадания еды в желудок, влияние энзимов прекращается из-за агрессивного влияния кислого пищеварительного сока (с рН 1,5–2,5). При этом в слоях пищевой массы, куда не успел проникнуть секрет, действие еще продолжается. Вследствие этого в желудке происходит частичный распад полисахаридов с образованием мальтозы и декстринов. Наиболее важная фаза расщепления крахмала протекает в двенадцатиперстной кишке, поскольку рН панкреатического сока возрастает до нейтральных значений, а амилаза приобретает максимальную активность. Полисахариды распадаются до моносахаридов, в том числе до глюкозы, 90% которой при помощи капилляров кишечных ворсинок поступает в кровеносную систему, а затем с током крови доставляется в печень. Остальные сахариды попадают через лимфатические протоки в венозную сеть.
2. Промежуточный обмен. В печени усвоенная глюкоза преобразуется в гликоген (форма депонирования углеводов), который накапливается в виде микроскопических гранул. При потребности организма в энергии в головной мозг поступает сигнал, после чего кровь, насыщенная глюкозой, доставляется к «месту назначения».Скорость расщепления сахаридов зависит от степени проницаемости клеточных мембран. Так, в пассивной фазе бодрствования плазмалеммы обладают низкой пропускаемой способностью, вследствие чего проникновение глюкозы в мышцы происходит с колоссальной затратой энергии. Во время физической активности проницаемость клеток возрастает в три раза, что приводит к свободному поступлению макронутриентов в ткань.
3. Завершение метаболизма. В тканях окончательное расщепление моносахаридов происходит двумя путями: аэробным (в присутствии кислорода, пентозный цикл) и анаэробным (бескислородный гликолиз). В первом случае при окислении глюкозы образуется кофермент никотинамидадениннуклеотид-фосфат (НАДФ), который необходим для протекания восстановительных синтезов. В реакциях гликолиза на каждую расщепившуюся молекулу глюкозы синтезируется по две молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) и молочной кислоты. Пировиноградная кислота (промежуточный метаболит углеводного обмена), окисляясь до углекислого газа и воды в цикле трикарбоновых кислот, не восстанавливается в молочную кислоту (при условии достаточного количества кислорода в тканях).

Регуляцию углеводного обмена в человеческом организме осуществляют гормоны, которые управляются центральной нервной системой. Например, глюкокортикостероиды (гидрокортизон, кортизон) тормозят скорость транспорта моносахаридов в клетки, инсулин ускоряет доставку глюкозы в ткань, адреналин стимулирует процесс «сахарообразования» в печени. Кроме того, в регуляции сахаридов участвует кора головного мозга, увеличивая синтез глюкозы посредством психогенных факторов.

О состоянии углеводного метаболизма судят по содержанию глюкозы в крови (норма – 3,3-5,5 миллимоль на литр). При поступлении продуктов, богатых сахарами, данная величина возрастает, а затем быстро возвращается в допустимые пределы.

Постоянное поддержание глюкозы в крови в пределах нормы происходит за счет одномоментного протекания двух процессов: попадания сахаридов в кровь из печени и потребления их из плазмы тканями, где они используются как энергетический материал. Когда уровень сахара повышен, мышцы и печень перенасыщены гликогеном, из-за этого избыток инсулина транспортирует его в жировое депо. Данное явление – предвестник нарушений углеводного обмена.

Суточная потребность

В течение дня хорошее самочувствие человека определяет дневная норма потребления углеводов. 50% энергии, вырабатываемой организмом, приходится на воздействие сахаридов. Суточная потребность работника, занятого не тяжелым физическим трудом, рассчитывается исходя из условия: 5 грамм углеводов на килограмм массы тела.

Спортсменам и людям, систематически выполняющим тяжелую работу, количество съедаемых углеводов в день стоит увеличить до 8 грамм на килограмм веса.

Тучным работникам с большим избыточным весом суточную норму сахаридов нужно уменьшить до отметки «идеального» веса, который они стремятся достичь.

В день из 100% потребляемых углеводов, 70% должны составлять крахмалистые продукты (картофель, бобовые культуры, крупяные блюда), 20% – моно- или дисахариды (фрукты, в частности, бананы, ананасы), 10% – пищевые волокна (овощи, крупы).

Для равномерного прилива энергии на протяжении дня и отсутствия чувства голода, возникающего в перерывах между трапезами, приемы пищи нужно разделить на пять раз. Малые порции еды улучшат работу пищеварительной системы и снимут нагрузку с ЖКТ.

Во время беременности суточная потребность женщины в углеводах возрастает до 350 грамм, в период кормления грудью – до 400 грамм в сутки.

Дисбаланс углеводного обмена: симптомы, причины

Основная роль углеводов определяется энергетической функцией. Стремительная скорость распада глюкозы, а также её реактивное извлечение из депо печени обуславливает экстренную мобилизацию ресурсов при эмоциональном перевозбуждении, интенсивных занятиях спортом, перегрузках.

В крови здорового человека концентрация глюкозы поддерживается на постоянном физиологическом уровне, независимо от приёма пищи, фаз бодрствования или физиологических состояний организма. Возможные колебания допустимы, они нейтрализуются нервной и эндокринной системами. Любые нарушения ведут к дестабилизации (уменьшению или увеличению) уровня глюкозы, вызывая, в ряде случаев, гормональные сбои.

При снижении сахара до 2,2 – 1,7 миллимоль на литр, развивается состояние, называемое гипогликемическая кома.

В зависимости от степени уменьшения сахара в крови появляются следующие симптомы:

• утомляемость, слабость;
• дрожание конечностей;
• сонливость;
• «замирание» сердца;
• головокружение (вплоть до обмороков);
• бледность кожных покровов;
• избыточная потливость (пот холодный);
• судороги;
• учащенное сердцебиение;
• «затуманенность» сознания.

При появлении указанных симптомов незамедлительно съедают порцию быстрорастворимых углеводов (если сознание сохранено) или вводят больному инъекцию глюкозы (при потере сознания).

Если концентрация сахара в крови натощак превысила верхний допустимый предел (5,5 миллимоль на литр), развивается гипергликемия – состояние, при котором содержание глюкозы настолько велико, что образующийся инсулин «не в силах» её полностью нейтрализовать.

Первичные симптомы гипергликемии:

• непроходящая жажда;
• сниженный иммунитет;
• кожный зуд;
• слабость;
• появление запаха ацетона изо рта;
• тошнота;
• головная боль;
• обильное мочеиспускание;
• снижение артериального давления.

В результате систематически высокого уровня глюкозы, человеческий организм перестаёт синтезировать инсулин, вследствие чего нарушается механизм энергоснабжения клеток. Гипергликемия чаще всего проявляется на фоне гормональных заболеваний, увеличенной щитовидной железы, печёночной и почечной недостаточности.

Помните, при обнаружении симптомов гипо- или гипергликемии важно незамедлительно обратиться к эндокринологу. Продолжительное бездействие грозит дальнейшим усугублением патологии, развитием болезней желёз внутренней секреции, дальнейшим гормональным сбоем, летальным исходом.

Причины нарушений углеводного метаболизма:

• нарушение всасывания сахаридов в пищеварительном тракте;
• наследственные патологии, сопровождающиеся дисбалансом работы ферментного аппарата (болезнь Гирке и гликогенозы);
• состояния, вызывающие сбой в промежуточном обмене углеводов (заболевания печени, гиперлакцидемия, ацидоз, гипоксия, сопутствующая анемиям или нарушения кровообращения);
• малоуглеводные диеты, голодание;
• нарушение внутриутробного развития плода;
• продолжительный гиповитаминоз витамина B1;
• чрезмерное употребление сладостей (тортов, пирожных);
• преобладание в пищевом рационе жиров и лёгких углеводов;
• малоподвижный образ жизни;
• злоупотребление алкоголем, ввиду понижения активности ферментов и угнетения работы поджелудочной железы;
• несбалансированное питание;
• гормональные сбои.

Дисбаланс углеводного метаболизма проявляется избыточной или недостаточной концентрацией глюкозы в крови, нарушением функционирования желёз внутренней секреции и хроническими заболеваниями пищеварительного тракта.

Последствия нарушения обмена сахаридов в организме

Рассмотрим распространённые заболевания, возникающие вследствие дисфункции углеводного обмена.

1. Сахарный диабет – состояние, вызванное недостаточной выработкой инсулина или нарушением его усвоения клетками организма, в результате чего повышается содержание глюкозы в крови (гипергликемия), уменьшается концентрация гликогена в печени, появляются сахариды в моче (глюкозурия). При этом клетки не получают необходимую энергию для полноценной жизнедеятельности, что ведёт к нарушению нормального функционирования органов. Мышечная ткань теряет присущую способность утилизировать сахариды крови, а печень, наоборот, на фоне снижения интенсивности биохимических реакций, наращивает синтез ферментов глюконеогенеза. При развитии сахарного диабета у человека возникают постоянное чувство голода, усталость, сухость во рту, вагинальные инфекции, частое мочеиспускание, худоба, ухудшение зрения, онемение конечностей, снижение либидо, покалывание в руках и ногах. Введение инъекций инсулина приводит к стремительной коррекции метаболических сдвигов: восстанавливается баланс между гликолизом, глюко-неогенезом, нормализуется проницаемость оболочек мышечных клеток для глюкозы. Гормон поджелудочной железы контролирует данные процессы на генетическом уровне, выступая индуктором синтеза ферментов гликолиза и гликогенсинтазы. В связи с этим даже при сохранённой секреции кортикостероидов устранение влияния инсулина ведёт к резкому повышению концентрации и синтеза ферментов глюконеогенеза, которые, в большинстве случав, вызывают гипергликемический криз. Данное явление происходит вследствие возбуждения метаболических центров головного мозга импульсами с хеморецепторов клеток, которые испытывают энергетический голод из-за недостаточного поступления глюкозы в клетки тканей.
2. Гликогенозы – наследственные заболевания, обусловленные нарушением синтеза гликогена из-за недостаточности отдельных ферментов, которые участвуют в углеводном обмене. При этом клиническая картина патологии напрямую зависит от характера сбоя. При болезни Гирке гликоген аккумулируется в мышцах, почках, печени, при болезни Андерсен и Херса –преимущественно в печени, при патологии Помпе – в миосомах, почках, сердце, головном мозге.
3. Непереносимость фруктозы – состояние, возникающее при нарушении всасывания природного сахара вследствие нехватки фермента фруктокиназы.
4. Галактоземия – наследственная патология, в основе которой лежит сбой в углеводном обмене на пути модификации галактозы в глюкозу. Данное явление обусловлено мутацией генома, отвечающего за фермент, который расщепляет «простые» моносахариды.
5. Инсулинорезистентность (преддиабет) – комплекс взаимосвязанных изменений жирового и углеводного метаболизма, при которых снижается чувствительность к инсулину. Данная дисфункция ведёт к нарушению проникновения глюкозы в ткани печени, вследствие чего начинается поражение поджелудочной железы. Состояние может быть связано с заболеваниями щитовидной железы, ожирением, гормональным сбоем, колебаниями уровня сахара в кровяном русле, высоким уровнем триглециридов.
6. Синдром мальабсорбции – комплекс симптомов, возникающих при нарушении усвоения макро и микронутриентов, в том числе углеводов, в тонком кишечнике. Развивается на фоне наследственной или приобретённой патологии, протекающее с синдромом пищеварительной недостаточности.
7. Видоизменения поджелудочной железы – заболевания, вызванные нарушением секреции ферментов, в том числе углеводистых. К ним относят панкреатиты, доброкачественные и злокачественные новообразования.

Симптомы наследственного нарушения углеводного обмена проявляются в первые дни жизни ребёнка в период кормления грудным молоком (при недостаточности лактазы) или после перехода на искусственные смеси (при дефиците дисахаридаз или ос-амилазы). Данные патологии в 80 % случаев сопровождаются отставанием физического развития младенца и хроническим дисбактериозом.

При подозрении на возникновение дисбаланса углеводного метаболизма в организме малыша нужно незамедлительно обратиться к педиатру.

Пищевые источники

Сахариды, в основном, содержатся в фруктах, овощах, ягодах, молочных продуктах, кашах, свежевыжатых соках, сладких мучных изделиях. Чтобы похудеть, диетологи рекомендуют ограничить потребление углеводов до 60 грамм в день, для поддержания массы тела на стабильном уровне – до 200 грамм, для набора веса – ежедневно съедать больше 300 грамм.

Моно-, ди- и полисахариды содержатся, в основном, в продуктах растительного происхождения.

Диетологи настоятельно рекомендуют не придерживаться строгих безуглеводных диет, поскольку отсутствие полисахаридов в рационе питания вводит организм в стрессовое состояние, что может негативно отразиться на здоровье. Нужно помнить, что полезная микрофлора кишечника нуждается в регулярной подкормке, которую обеспечивают сахариды.

Углеводы в спорте

Среди многообразия нутриентов, углеводы наиболее активно задействованы в выработке энергии. В ходе обменных реакций высвобождается в 2 раза больше ресурса, чем при липидном метаболизме. Учитывая, что в процессе продолжительных тренировок кислород является ограничивающим фактором, спортсменам целесообразно использовать углеводный источник энергии, который требует наименьшей концентрации О2 для непрерывного энергообразования. Наряду с этим, сахариды ускоряют сжигание жировой ткани и потенцируют наращивание мышц. Однако для получения стойкого эффекта, важно знать, какой тип углеводов необходим в конкретной фазе тренировочного цикла.

Рассмотрим поэтапный план приёма сахаридов во время занятий спортом.

1. Перед соревнованием. Перед физической нагрузкой еда нужна для утоления чувства голода и восполнения концентрации глюкозы в плазме. Если тренироваться утром натощак, возникает быстрое истощение гликогена в печени, что влечёт снижение работоспособности. Поэтому для поддержания должного уровня глюкозы утренние занятия целесообразно планировать через 1-4 часа после калорийного нежирного завтрака (60-70% суточного рациона). Порцию углеводов рассчитывают, исходя из соотношения: 4 грамма на килограмм массы спортсмена. Чем меньше интервал между приёмом пищи и физической активностью, тем меньше нужно съедать еды. Так, за 4 часа до тренировок потребляют 4 грамма углеводов на килограмм веса, а за 1 час – грамм на килограмм массы тела. Наряду с этим, за 15 минут до занятий спортом целесообразно выпить 200 миллилитров чистой негазированной воды (для компенсации будущих потерь жидкости). Данный режим питания помогает атлету к моменту соревнований подойти с опорожнённым желудком, законченным циклом ферментообразования, запасом гликогена в мышцах и печени.
2. Во время тренировок или соревнований. При продолжительных нагрузках, требующих выносливости (1-3 часа и более), важно восполнять энергетические затраты организма. Для этого во время физических нагрузок, каждые 20-40 минут принимают 200 миллилитров углеводистого напитка. Оптимальное содержание глюкозы – 7-8%. Низкая концентрация (до 5%) неэффективна, а высокая (от 10%) чревата спастическими болями, тошнотой и диареей. Благодаря регулярной подпитке у спортсмена повышаются работоспособность и выносливость, отсрочивается наступление усталости.
3. Потребление углеводов после физических нагрузок. По окончанию интенсивных занятий спортом, скорость восстановления гликогена в мускулах равняется 5 % в час. Ввиду этого, восполнение энергетических запасов в организме наступает спустя 20 – 24 часа, при условии потребления 600 – 900 грамм углеводов. Выбор продуктов напрямую зависит от способности повышать глюкозу в плазме. Для экстренного восполнения запасов сахара, в течение 30 минут после тренировки рекомендуется съедать 100 грамм углеводистой пищи. Учитывая, что после физической нагрузки снижен аппетит, приемлемым способом потребления сахаридов является углеводсодержащие напитки. В первые 6 – 24 часа после занятий спортом потребляют пищу с умеренным или высоким гликемическим индексом. В более поздние сроки увеличить концентрацию гликогена в мышцах помогут сложные углеводы. Кроме того, добавление 5 – 9 грамм протеина на каждые 100 грамм углеводов помогает активировать фермент «ветвления» глюкозы (гликогенсинтетазу), который ускоряет ресинтез гликогена в мышцах.

Для достижения желаемого результата схему приёма углеводов целесообразно согласовать с диетологом. Бесконтрольный приём сахаридов во время тренировок грозит развитием серьёзных проблем: набором лишнего веса, депрессивным состоянием, дряблостью мышц.

Часто задаваемые вопросы

Какой вред оказывает употребление углеводов в большом количестве?

Обильное поступление сахаридов с продуктами питания истощает инсулиновый аппарат, нарушает переработку, всасывание пищи, приводит к дефициту минеральных солей в организме, вызывает сбои в работе органов и систем. Помимо этого, продукты распада углеводов подавляют рост полезных микроорганизмов для здоровья человека. Например, хлебопекарские дрожжи вступают в борьбу с микрофлорой кишечника.

Какие принципы следует соблюдать во время употребления полисахаридов?

Углеводы предпочтительно съедать в первой половине дня, поскольку организму легче перерабатывать сахар до обеда. Ближе к вечеру возрастает вероятность отложения быстрых моно- и дисахаридов в качестве лишних килограмм. Помните, всасывание глюкозы замедляют клетчатка, пектин, белки, поэтому запеченное яблоко, сухофрукты, зефир, пастила будут безопаснее для фигуры, чем пирожные или торты.

Сколько килокалорий содержат сахариды?

Учитывая тот факт, что в состав углеводов входят однотипные соединения, которые отличаются исключительно по методу организации молекул и их количеству, энергетическая ценность клетчатки, крахмала, фруктозы, по литературным данным, равняется 3,75 килокалориям на 1 грамм. Растительные волокна в организме человека практически не перевариваются, как следствие, итоговый показатель полученных калорий из блюда зависит напрямую от состава сахарида. Например, количество высвобождаемой энергии из сложных углеводов, в частности, злаковых культур, овощей составляет 50 – 70%, а из сахара из газированных напитков возрастает до 95 – 100%.

Чем опасны безуглеводные диеты?

Отказ от сахаридов вызывает недостаток пищевой клетчатки, антиоксидантов (витаминов А, С). Потеря лишних килограмм на белковых диетах приводит к дефициту витаминов в организме и износу внутренних органов, усиленно работающих на переработку аминокислот. Данный процесс происходит намного сложнее, чем расщепление и переваривание углеводов. Перестройка организма на извлечение энергии из белковых продуктов дается очень тяжело.

Углеводы сосредоточены только в твердой пище?

Нет. Источниками сахаридов также выступают напитки (алкогольные и безалкогольные). Основными из них являются: овощные соки, в частности, томатный и 100% свежевыжатые фруктовые. Только в таких напитках содержатся наибольшее количество полезных «жидких» углеводов.

Какую роль выполняют полисахариды для похудения?

Если перед человеком поставлена задача сбросить лишние килограммы, нужно исключить из рациона быстрые (простые) углеводы, которые приводят к накоплению жировых тканей. В данном случае диетологи рекомендуют перейти на полисахариды. Соединения медленно расщепляются, постепенно насыщая организм и устраняя ощущение голода. Моносахариды, наоборот, подавляют аппетит на короткое время, по истечению которого нужно повторное принятие пищи.

Что такое фитонутриенты и как они связаны с углеводами?

Фитонутриенты представляют собой активные вещества овощей, фруктов. Данные соединения, как и углеводы, сосредоточены в компонентах растительного происхождения. Таким образом, при потреблении ягод, корнеплодов человек получает с пищей фитонутриенты, которые замедляют процесс старения, сжигают жир, борются с воспалительными процессами, участвуют в обмене веществ.

Сколько сахаридов нужно употреблять в течение дня?

Суточная доза углеводов зависит от активности и цели человека (см. Таблица № 3 «Потребность организма в углеводах в течение дня»).

Правда ли, что все молочные продукты содержат много углеводов?

Это не более, чем миф. Действительно, в молоке присутствует дисахарид лактоза, расщепляемый до галактозы под влиянием фермента лактазы. Переработанный моносахарид при окислении образует слизевую, галактуроновую, галактоновую кислоты, он легко всасывается, поступает в кровь. При этом, в 100 граммах цельного молока находится только 4,7 грамм углеводов и 60 килокалорий соответственно.

Сколько нужно ежедневно употреблять сахаридов, чтобы предотвратить появление кетоза?

Минимальная норма составляет 130 грамм (55 % от дневной дозы калорий).

Как питать организм энергией, не навредив себе?

Цельнозерновые продукты, разрешенные к частому употреблению: коричневый рис, оладьи, блины из пресного теста, хлебцы, злаки, паста, овес. Помимо этого, рекомендуется есть бобовые, нежирные молочные изделия, овощи и фрукты. Иногда можно включать в дневной рацион картофель, белый рис, мучные изделия из белой муки, фруктовый сок. Стараться исключить из меню сладости и десерты: мороженое, щербет, картофельные чипсы, пирожные, пироги, торты, солёные крендельки, сладкие хлопья, газировку, выпечку, пончики, конфеты и столовый сахар.

Вывод

Углеводы представляют собой важный компонент здорового питания. Чтобы хорошее самочувствие стало вашим неизменным спутником, диетологи рекомендуют снижать потребление вредных моносахаридов за счет увеличения поступления полисахаридов. Это предотвратит инсулиновый выброс в кровь, развитие опасных заболеваний и набор лишнего веса.

Потребление продуктов с низким ГИ (до 55 – 69) подарят ощущение легкости, обеспечат равномерный прилив энергии в течение дня, хорошее настроение и подтянутую фигуру.

Автор статьи:

Дружикина Виктория Юрьевна

Специальность: терапевт, невролог.

Общий стаж: 5 лет.

Место работы: БУЗ ОО «Корсаковская ЦРБ».

Образование: Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева.

Другие статьи автора