Углеводы – это наиболее распространенный класс природных органических соединений.
Вспомним, что функции углеводов не ограничиваются лишь обеспечением организма энергией, помимо этого у них целый ряд функций.
Функции углеводов:
1. Резервно-энергетическая: откладываются в виде гликогена в мышцах и печени, чтобы потом использовать как эффективный источник топлива
2. Защитно-механическая: гиалуроновая кислота - это углевод, является основным компонентном синовиальной жидкости в суставах
3. Опорно-структурная: хондроитина сульфат - это углевод, является основным компонентов соединительной ткани
4. Гидроосмотическая и ионорегулирующая: обладают физико-химическими свойствами, которые могут влиять на концентрацию электролитов в организмов во внутриклеточном и межклеточном пространстве
5. Ко-факторная функция: гепарин - это тоже углевод, по своей природе это антикоагулянт, препятствует свертываемости крови, участвует в обмене липопротеинов.
Углеводы – это исключительно растительный продукт (редко и в небольших количествах содержатся в продуктах животного происхождения, например, в молоке).
Основные источники углеводов - это овощи и фрукты, бобовые, орехи, зерновые, злаки, некоторые молочные продукты, также содержатся в снеках, кондитерке.
Вспомним основной принцип переваривания макронутриентов:
- белки в ЖКТ человека расщепляются на аминокислоты
- жиры в ЖКТ человека расщепляются на жирные кислоты
- углеводы (дисахариды и полисахариды) в ЖКТ человека расщепляются на моносахариды: глюкозу, фруктозу и галактозы
т.е. любые углеводы в конечном итоге распадаются на простые сахара, а затем всасываются в кровоток. Любой углеводистый продукт, будь то гречка или зефирка, в итоге распадется до глюкозы. Организм по большей части фруктозу (необходима для подвижности сперматозоидов и необходима в фазе контакта с яйцеклеткой) и галактозу также превращает в глюкозу, т.к. именно глюкоза наиболее удобна для организма для осуществления биохимических процессов, именно глюкоза нужна, и мозгу, и печени, и мышцам, и многим другим органам и тканям.
Углеводы начинают расщепляться уже во рту под воздействием фермента альфа-амилазы слюны. Затем транзитом проходят через пищевод и желудок, где их переваривание приостанавливается, но затем в двенадцатиперстной кишке переваривание возобновляется под действием панкреатической альфа-амилазы (вырабатывается поджелудочной железой). В тонком кишечнике все углеводы проходят полостное и пристеночное пищеварение в результате чего расщепляются до мономеров. Мономеры – это конечные продукты гидролиза, расщепить их сильнее невозможно. Затем происходи всасывание в кровоток и последующая транспортация в органы и ткани организма.
При длительном большом поступлении углеводов и превышении поддерживающей калорийности (профицит калорий) становится возможным процесс липогенез de novo, т.е. переход углеводов в жир.
De novo липогенез (DNL) - это процесс, с помощью которого углеводы (в первую очередь, особенно после приема пищи с высоким содержанием углеводов) из циркулирующей пищи превращаются в жирные кислоты, которые в дальнейшем могут превращаться в триглицериды или другие липиды.
Этот процесс происходит в 2х типах клеток: гепатоцитах (клетки печени) и адипоцитах (жировые клетки).
Глюкоза в организме проходит метаболический процесс называемый гликолиз, в конечном счете превращается в пируват (пировиноградная кислота), затем перемещается в митохондрию клетки под действием фермента превращаясь в ацетил-кофермент альфа (ацетил-КоА), затем ацетил-КоА уже проходит второй метаболический процесс – цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот): начинается цикл с присоединения ацетил-КоА к оксалоацетату и образования лимонной кислоты (цитрата). Цитрат может снова регенерироваться в ацетил-КоА, затем в маланил-КоА, который блокирует транспорт высших жирных кислот и переключает их окисление на синтез, далее под действием эстерификации он превращается в триглицерид (т.е. жир).
Самая универсальная форма энергии в организме – это АТФ (Аденозинтрифосфат), синтезируется путем окисления жиров (липолиз) и окисления глюкозы (гликолиз), который бывает 2х видов: аэробный гликолиз (глюкоза распадается на 2 молекулы пирувата) и анаэробный гликолиз (глюкоза распадается на две молекулы лактата). Лактат является метаболическим тупиком и далее ни во что не превращается, единственная возможность утилизовать лактат — это окислить его обратно в пируват.
Окислительный процесс глюкозы проще, чем жиров, а т.к. все процессы организма происходят с наименьшими затратами, то использование углеводов в качестве топлива более предпочтительно.
Таким образом, именно углеводы отвечают за доставку энергию организму «здесь и сейчас». 90% съеденных углеводов сгорает, преобразуясь в энергию, а около 8% откладывается в гликоген.
Растения запасают энергию в виде крахмала, животные в виде гликогена, чем больше мышц, тем больше гликогена может запасти организм. Важно отметить, что процесс липолиза de novo возможен только в случае, когда все хранилища гликогена заполнены, т.к. по природе глюкозе проще превратиться в гликоген, чем в жир.
Ученые проводили интересный эксперимент, чтобы выяснить, как увеличится доля жира в организме, если увеличить калорийность за счет увеличения потребления сахара и жира. В результате были получены следующие выводы:
- увеличился базовый уровень метаболизма (BMR) на ~75 ккал в день (увеличение калоража увеличивает BMR, снижение – снижает BMR)
- с увеличением калорийности уровень сахара и инсулина оставался на прежнем уровне
- именно за счет углеводов (т.е. липогенеза de novo) в день набиралось всего 3,7гр жира
Наиболее интересным в данном исследовании является этот график:
Как видно, только очень малая часть жира была набрана за счет углеводов, согласно итогам этого исследования в среднем только 2% набранного жира приходится на долю липогенеза de novo.
Это означает, что набор жира при продолжительном профиците калорий происходит в основном за счет жира, а не углеводов.
Единственное, что нужно помнить: углеводы удерживают молекулы воды, что означает, что единоразовое большое потребление углеводов может вызывать отеки! (а они в свою очередь могут отразиться на весе тела), подробнее про отеки в одной из следующих статей.
#жир #углеводы #липогенез #гликолиз #цикл_анатомия_просто #гликоген #пищеварение #набор веса #набор жира #de novo
