4.3. Углеводы

Состав и основные функции. Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обеспечивают 50-60% его энергетической ценности (у населения развивающихся стран – до 80 %). Образуются углеводы в растениях при фотосинтезе и поступают в организм, главным образом, с растительными продуктами.

В организме человека углеводы могут синтезироваться из аминокислот и жиров, поэтому они не относятся к незаменимым факторам питания. Однако углеводы нельзя полностью исключать из рациона. Минимум потребления углеводов соответствует примерно 150 г/сут. Дальнейшее снижение количества углеводов приводит к повышенному использованию для энергетических целей жиров и белков, ограничению пластических функций этих веществ и накоплению токсичных метаболитов жирового и белкового обмена.

С другой стороны, избыточное потребление углеводов активизирует липогенез, из лишних углеводов синтезируются жирные кислоты, приводящие к ожирению. Депонируются углеводы в организме ограниченно и запасы их у человека невелики.

Большое значение для организма имеет состав углеводов, в соответствии с которым они подразделяются на простые и сложные.

Основные функции простых и сложных углеводов:

• энергетическая - при окислении 1 г усвояемых углеводов в организме выделяется 4 ккал;

• пластическая - входят в состав структур многих клеток и тканей, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (в сыворотке крови поддерживается постоянный уровень глюкозы, гликоген есть в печени и мышцах, галактоза входит в состав липидов мозга, лактоза содержится в женском молоке и т.д.);

• регуляторная – участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия в организме, препятствуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров;

• защитная – иммуноглобулины участвуют в иммунитете; гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную стенку; глюкуроновая кислота печени соединяется с токсическими веществами, образуя нетоксичные сложные эфиры, растворимые в воде, которые выводятся с мочой; пектины связывают токсины и радионуклиды и выводят из организма.

Кроме того, углеводы придают сладкий вкус и тонизируют ЦНС, обладают биологической активностью - в комплексе с белками и липидами образуют некоторые ферменты, гормоны, слизистые секреты желез и др. Пищевые волокна являются физиологическими стимуляторами двигательной функции ЖКТ.

Простые углеводы подразделяются на моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) и дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза).

Простые углеводы обладают хорошей растворимостью, легко усваиваются и используются для образования запасного углевода – гликогена. Они очень быстро всасываются и быстро сгорают, освобождая энергию. Это свойство используется у спортсменов для поддержания высокой, но кратковременной работоспособности.

Простые сахара имеют выраженный сладкий вкус, степень которого различна. В табл. 4.3 представлена сладость углеводов и заменителей сахара (за 100% принимается сахароза).

Таблица 4.3.

Относительная сладость углеводов и заменителей сахара, % от сладости сахара

Вещество	Относительная сладость	Вещество	Относительная сладость
Гексозы: фруктоза глюкоза галактоза Сахароспирты: ксилит мальтитол сорбит маннит ксилоза лактитол	173 81 32 90-100 90 60 40-70 40 35	Дисахариды: сахароза мальтоза лактоза Заменители сахара: алитам сахарин стевиозит ацесульфам К аспартам цикламат	100 32 16 200000 20000-70000 20000-30000 15000-30000 10000-20000 3000-8000

Глюкоза является моносахаридом, который поступает с пищевыми продуктами и образуется в организме в результате расщепления других углеводов. Она быстро и практически в полном объеме усваивается в ЖКТ, поступает в кровь и разносится ко всем органам и тканям для окисления с образованием энергии. При избыточном поступлении глюкоза быстро превращается в депонирующиеся жиры.

Глюкоза - участвует в образовании гликогена, она главный поставщик энергии для нейронов головного мозга, мышечных клеток (в т.ч. сердечной мышцы) и эритроцитов, которые сильнее всего страдают от недостатка глюкозы. За сутки у человека головной мозг потребляет около 100 г глюкозы, поперечно-полосатые мышцы – 35 г, эритроциты – 30 г. Остальные ткани могут в условиях голодания использовать свободные жирные кислоты или кетоновые тела.

В сыворотке крови человека поддерживается постоянный уровень глюкозы (гликемия), натощак составляющий 3,3-5,5 ммоль/л. Это обеспечивается постоянно протекающими процессами: гликогенолиза (расщепление гликогена с поступлением глюкозы в кровь) и глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных компонентов). Расщепление и синтез глюкозы регулируют гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, а также коры надпочечников - глюкокортикоиды.

Пониженное и повышенное содержание глюкозы в сыворотке крови может наблюдаться как при различных метаболических заболеваниях, так и у здорового человека (гипогликемия – при голоде, реактивная гипергликемия - после приема пищи). Гипогликемия у здорового человека приводит к активации пищевого поведения. Это свойство глюкозы (участие в регуляции аппетита) необходимо учитывать при разработке диет, направленных на снижение веса. Гипергликемия вследствие дефекта секреции или действия инсулина является симптомом сахарного диабета.

Значительное повышение концентрации в крови глюкозы может ускорить процессы гликации, т.е. образования в стенках кровеносных сосудов прочных соединений углеводов с белками. В результате этого изменяются биофизические свойства сосудов – снижается их растяжимость, увеличивается сопротивление кровотоку и повышается артериальное давление.

В практике диетологии существует понятие гликемический индекс (ГИ), применяемый для определения способности углеводсодержащих продуктов повышать уровень глюкозы в крови. За точку отсчета берут гликемический индекс глюкозы равный 100. Сведения о гликемическом индексе отдельных продуктов приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4