Достаточное количество энергии является необходимым условием для жизни.
В наш организм энергия поступает с пищей. Все продукты питания содержат различные питательные вещества, каждое из которых выполняет определенную задачу:
- Строительство клеток нашего организма. За это отвечают белки.
- Регулирование различных процессов в организме. Это выполняется главным образом витаминами и минералами
- Доставка энергии и тепла. Для этого необходимы жиры и углеводы.
Наиболее важным источником энергии являются углеводы.
Углеводы входят в состав живых организмов и вместе с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами определяют специфичность их строения и функционирования.
Углеводы участвуют во многих метаболических процессах, но прежде всего они являются основными поставщиками энергии. На долю углеводов приходится примерно 75% массы пищевого суточного рациона и более 50% от суточного количества необходимых калорий.
Углеводы нельзя считать незаменимыми компонентами пищи. Однако если исключить углеводы из диеты, то следствием может быть гипогликемия (низкий сахар крови), для компенсации которой будут расходоваться белки и липиды.
Таким образом, углеводы – обязательные пищевые компоненты, потому что помимо их основной энергетической функции (клеточные «дрова») углеводы участвуют во многих метаболических клеточных процессах.
Углевод, который используется клетками нашего организма для получения энергии, называется ДЕКСТРОЗА
Углеводы, которые мы потребляем, разделены на две группы: крахмалы и сахара.
Крахмал содержится в основном, в следующих продуктах:
- Зерновые (хлеб, булочки, рис, печенье, овес)
- Картофель
- Овощи
Наиболее важным источником сахара являются:
- Фрукты
- Молоко (через лактозу)
- Мед
1 г углеводов обеспечивает около 4 ккал
Нашему организму необходим постоянный приток углеводов, потому что он не может хранить их в необходимом и значительном количестве. Из примерно 2000 ккал, которые требуются взрослому человеку каждый день, более половины – около 1000 ккал – должны поступать из углеводов. Один грамм углеводов обеспечивает около 4 ккал энергии. Это означает, что для получения 1000 ккал организм нуждается около 250 г углеводов.
Обмен углеводов и энергии
Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией.
Глюкоза крови (Декстроза) является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных умственных и мышечных нагрузках и др.
Уровень глюкозы в крови составляет 3,3—5,5 ммоль/л (60— 100 мг%) и является важнейшей гомеостатической константой организма.
Особенно чувствительной к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия) является центральная нервная система (ЦНС) и особенно головной мозг.
Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2—1,7 ммоль/л (40— 30 мг%) развиваются судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Это состояние получило название «гипогликемическая кома». Введение в кровь глюкозы быстро устраняет данные расстройства.
Декстроза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген. Гликоген печени представляет собой резервный, т. е. отложенный в запас, углевод. Количество его может достигать у взрослого человека 150—200 г. Образование гликогена при относительно медленном поступлении глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом гипергликемию (повышение глюкозы в крови) называют алиментарной, иначе говоря — пищевой. Ее результатом является глюкозурия, т. е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том случае, если уровень глюкозы в крови повышается до 8,9— 10,0 ммоль/л (160—180 мг%).
При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков. По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови. Гликоген откладывается также в мышцах, где его содержится около 1—2%. Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания. При работе мышц под влиянием фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения.
Захват декстрозы разными органами из притекающей крови неодинаков: мозг задерживает 12%, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки — 5%.
Распад углеводов в организме происходит как бескислородным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов распада углеводов до СО2 и Н2O.
Основным параметром регулирования углеводного обмена является поддержание уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови воспринимается глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена.
При длительных и интенсивных физических и умственных нагрузках депо гликогена очень быстро истощается и в таких ситуациях возникает снижение сахара крови — гипогликемия, сопровождающееся усталостью, вялостью, снижением мышечной активности (у спортсменов), снижением внимания и памяти (у студентов и др.). В этом случае только поступление глюкозы из вне позволит повысить сахар крови до нормы и ликвидировать симптомы гипогликемии.
Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый ?-клетками островковой ткани поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма.
Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови, поэтому при уменьшении секреции этого гормона развиваются стойкая гипергликемия и последующая глюкозурия (сахарный диабет, или сахарное мочеизнурение).
Увеличение уровня глюкозы в крови возникает при действии нескольких гормонов. Это глюкагон, продуцируемый альфа-клетками островковой ткани поджелудочной железы; адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников; глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника; соматотропный гормон гипофиза; тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы. В связи с однонаправленностью их влияния на углеводный обмен и функциональным антагонизмом по отношению к эффектам инсулина эти гормоны часто объединяют понятием «контринсулярные гормоны».
