Где происходит всасывание углеводов. Всасывание питательных веществ. Наследственные и приобретенные дефекты ферментов, участвующих в переваривании. Известны наследственные дефекты лактазы, б-амилазы, сахаразно-изомальтазного комплекса. Без лечения эти пат

Предубеждения в отношении жиров и углеводов — очередной способ усложнить себе жизнь в таком нелегком деле, как регуляция веса. И мало того, что желающих исключить практически полностью жиры и углеводы при похудении хоть отбавляй, так еще и находятся те, кто пропагандирует вред их употребления вместе - хорошо хоть, что долго никто такие ограничения не выдерживает;))). Теперь, когда (перейдя по указанной ссылке, вы найдете мою статью о них), можно и к детальному разбору углеводов приступить, а там, глядишь, и о вреде их совместного употребления мифы развеются сами собой;)

Что такое углеводы?!

Ответ на этот вопрос требует небольшого погружения в теорию, но если вдруг она вам покажется не совсем увлекательной, наберитесь чуточку терпения - без этого в такой важной и нелегкой теме, как углеводы никак не разобраться, а разобраться в ней - все равно что миром завладеть, согласны?!;)))

Итак, говоря научным языком школьного уровня, углеводы представляют из себя МАКРОмолекулы - молекулы очень больших размеров - (и вот, собственно, почему углеводы и относят к одному из трех классов МАКРОнутриентов) и состоят эти молекулы из атомов водорода (H), кислорода (O) и углерода (O) - согласна, на тарелку это знание не положишь и стройнее и здоровее лишь от него не станешь, поэтому двигаемся дальше.

Любая углеводная МАКРОмолекула всегда состоит из отдельных «единиц» (блоков) , которыми являются ‘сахариды’. В зависимости от количества этих единиц (сахаридов) в углеводной молекуле все углеводы разделяют на 4 типа:

• МОНОсахариды - содержат 1 единицу
• ДИсахариды - содержат 2 единицы
• ОЛИГОсахариды - содержат 3-9 единиц
• ПОЛИсахариды - содержат 10 и более единиц

Не трудно предположить, что простейшими углеводами как раз являются моносахариды и именно они и становятся теми самыми строительными блоками, определенными комбинациями которых строятся остальные ди-, олиго- и полисахариды.

Разновидноcтей моносахаридов в природе существует три: 1) глюкоза, 2) фруктоза и 3) галактоза.

Вот вам буквально парочка из великого множества примеров того, как сочетаясь между собой они образуют более сложные ди-, олиго- и полисахариды в пищевых продуктах:

1. сахароза (столовый сахар — ДИсахарид) = глюкоза + фруктоза
2. лактоза (молочный сахар — ДИсахарид) = галактоза + глюкоза
3. крахмал , клетчатка или гликоген (в зависимости от того, какая разновидность глюкозы их образует — ПОЛИсахариды) = глюкоза × (от нескольких сотен до нескольких тысяч раз)
4. фруктоолигосахарид (ФОС) (ОЛИГОсахарид) = фруктоза × (2-10 раз) и т.д, и т.п.

Самое интересное в том, что в пищевом рационе человека встречаются только три основных источника углеводов: та самая сахароза (1), лактоза (2) и крахмал (3). Другими углеводами, усваиваемыми в небольшом количестве, являются амилоза, гликоген, алкоголь, молочная кислота, пиро-виноградная кислота, пектины, декстрины и в наименьшем количестве - производные углеводов в мясе . Пища также содержит большое количество целлюлозы , которая тоже является углеводом, однако в пищеварительном тракте человека не существует фермента, способного расщепить целлюлозу, поэтому целлюлоза не рассматривается как пищевой продукт, пригодный для человека.

Переваривание и всасывание углеводов

Так уж устроен наш организм, что:

• всасывание углеводов (процесс транспорта компонентов пищи из полости ЖКТ во внутреннюю среду организма, его кровь и лимфу) происходит в основном в ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ (лишь небольшое их количество может также всасываться в толстом кишечнике) и только в виде МОНОсахаридов - тех самых глюкозы, фруктозы и галактозы — потому что эпителиальные клетки тонкого кишечника способны всасывать только их.
• Поэтому процесс переваривания усвояемых углеводов (потому что есть еще и неусвояемые, вроде пищевых волокон) заключается как раз в ферментативном гидролизе (расщеплении) имеющих более сложное строение ОЛИГО- или ПОЛИсахаридов до тех самых простейших МОНОсахаридов.
• Начинается расщепление крахмала (да и гликогена) уже в полости рта : основными процессами переработки ТВЕРДОЙ углеводной пищи (потому что если речь идет о ЖИДКИХ соках-смузи, то, сами понимаете, скорость транспортировки куда быстрее;) там являются измельчение, смачивание слюной, набухание и формирование пищевого комка, а под действием амилазы слюны начинается расщепление крахмала , но оно, конечно же, происходит далеко не полностью, так как действие фермента на крахмал тут кратковременно и он не расщепляет все виды связей в нем, поэтому до акта глотания гидролизуется не более 5% крахмала ; в целом, ТВЕРДАЯ углеводная пища пребывает во рту порядка 5-30 секунд , а транспортировка в желудок по пищеводу занимает около 10 секунд .
• Затем пища, смешанная со слюной, попадает в желудок : желудочный сок НЕ содержит ферментов, расщепляющих сложные углеводы, а действие амилазы из слюны прекращается в резко кислой среде содержимого желудка (лишь внутри пищевого комка активность амилазы может некоторое время сохраняться, пока рН и там не изменится в кислую сторону под действием желудочного сока). Поэтому в целом, задерживаться в желудке углеводам нет никакого смысла и в отсутствии других внешних факторов они проходят транзитом. Ну а ‘внешними’ факторами, которые способствуют задержки углеводной пищи в желудке являются:

— степень измельчения пищи при ее пережевывании: чем лучше она измельчена сразу в ротовой полости, тем проще ей покинуть желудок — твердые компоненты пищи не проходят через привратник до тех пор, пока не будут измельчены до частиц размером не более 2-3 мм (90% частиц, покидающих желудок, вообще имеют в диаметре не более 0.25 мм. );

— наличие там пищи от предыдущих приемов VS употребление натощак;

— твердая пища VS жидкая;

— совместного употребления ‘сочетаемых’ VS ‘несочетаемых’ продуктов ;

— объем принятой пищи и многое-многое другое…

Подобные факторы действительно существенно сказываются на времени, за которое углеводная пища покидает желудок, но ОТ СЛОЖНОСТИ ХИМ. СТРОЕНИЯ УГЛЕВОДОВ ОНО НЕ ЗАВИСИТ. В целом, корректное определения времени нахождения того или иного продукта в том или ином отделе желудочно-кишечного тракта вообще всегда осложняется множеством подобных факторов и от этого . Поэтому, если, например, вы хотите определить оптимальное время для проведения тренировки после приема богатой углеводами пищи, вместе с описанным ниже примерными 30-ти минутами вам может понадобится учесть как еще буквально пару минут для жидкого смузи, выпитого натощак, так еще пару и даже 3-4 часа для плотного жирненького углеводно-белкового обеда. Поверьте, однозначных данных на этот счет нет и быть не может — мало того, что в этом вопросе все очень индивидуально, так еще и вариантов блюд и условий их приема e у каждого отдельно взятого человека бесконечное множество.

• Последующие этапы переваривания (они же основные, т.к. тут речь идет о расщепление до 95% крахмала) нерасщеплённого или частично расщеплённого крахмала, а также других углеводов пищи происходит в тонком кишечнике в разных его отделах (тоже под действием гидролитических ферментов, на этот раз гликозидаз): наиболее важная фаза распада крахмала (и гликогена) протекает в двенадцатиперстной кишке под действием амилазы поджелудочного сока — он почти полностью схож в своих функциях с амилазой слюны, но в несколько раз эффективнее; таким образом, не более чем через 15-30 мин после того, как пищевой комок из желудка попадет в двенадцатиперстную кишку и смешается с соком поджелудочной железы, фактически все углеводы оказываются переваренными. Далее гидролиз ДИсахаридов и оставшихся небольших полимеров глюкозы в МОНОсахариды происходит под действием ферментов кишечного эпителия .
• Все три конечных МОНОсахарида — глюкоза, фруктоза и галактоза — уже являются водорастворимыми и поэтому далее они легко всасываются в кровоток. Механизмы же дальнейшего усвоения организмом этих трех разновидностей моносахаридов существенно отличаются и поэтому рассматривать их стоит по-отдельности, чем мы собственно и займемся. Так уж в природе повелось, что среди трех простейших сахаров именно единицы глюкозы лидирует по своей распространенности в продуктах питания человека — в обычной пище, в которой из всех углеводов больше всего крахмала, более 80% конечного продукта переваривания углеводов составляет глюкоза, а галактоза и фруктоза - редко более 10%. Поэтому именно с глюкозы и предлагаю продолжить разбираться в том, что происходит в организме после ее всасывания в кровь.

Итак, проникнув через стенки кишечника и попав в кровь, глюкоза неизбежно повышает уровень сахара в ней (или уровень гликемии, базовый показатель которого натощак составляет примерно 1 гр. на литр крови), то есть вызывает временную ГИПЕРгликемию . Повышение уровня гликемии вызывает выработку инсулина , основная роль которого заключается в перенесении лишней глюкозы из крови на хранение в печень и мышечную ткань, в результате чего показатель гликемии снижается до нормы.

Повторюсь, гликемия - это количество (уровень) глюкозы (или «сахара»), содержащейся в крови.

Так вот именно тот самый УРОВЕНЬ (количество) глюкозы в крови - и есть тот чрезвычайно важный параметр регулирования веса и дело тут в том, что повышение гликемии — следствие переваривания углеводов — вызывает выработку того самого гормона инсулина, именно КОЛИЧЕСТВО которого и определяет, будет ли приведён в действие механизм набора веса (точно также, как и его снижения) или нет.

Читатели повнимательней могли обратить внимание, что погрузившись так глубако в теорию, мы с вами до сих пор про простые и сложные углеводы ни разу даже и не упомянули. Ну а самые внимательные определенные выводы на этот счет уже могли сделать из описанных выше процессов переваривания и всасывания углеводов.;) Но для порядка уточню: так как строение моно- и дисахаридов изначально уже проще некуда, их в биохимии объединяют в один класс простых углеводов , ну а олиго- и полисахариды, соответственно, относят к сложным углеводам . Вот только какая польза нам от этой классификации, следом спрошу вас я?! «Как же, всем известно, что простые углеводы быстро усваиваются (всасываются в кровь), а сложным для этого нужно намного больше времени» — ответите мне вы. Но, к сожалению, то что известно всем, еще вовсе не означает, что так оно и есть на самом деле — в жизни часто так бывает, согласны?!;)))

«Быстрые» и «медленные сахара» - ошибочные понятия

В течение достаточно долгого времени углеводы классифицировали на:

• быстрые сахара или углеводы быстрого всасывания,
• медленные сахара или углеводы медленного всасывания,

и это разделение основывалось на ПРЕДПОЛАГАЕМОМ времени ассимиляции (усвоения) их организмом: принято было считать, что длительность всасывания глюкозы — продукта расщепления большинства углеводов - напрямую зависит от сложности исходной молекулы углевода.

• Исходя из классификации «быстрых» и «медленных сахаров», нутриционисты в течение длительного времени считали (да и считают по сей день), что «простые углеводы» (фрукты, мёд, сахарный песок и т.д.), состоящие из одной или двух структурных единиц, быстро и легко усваиваются: не нуждаясь в сложных преобразованиях, они быстро ВСАСЫВАЮТСЯ стенками кишечника и попадают в кровь. Поэтому эти углеводы получили имя «углеводов быстрого всасывания» или «быстрых сахаров».
• А «сложные углеводы» (злаки, бобовые, клубни, корнеплоды…), молекула крахмала которых состоит из сотни молекул глюкозы, напротив, как считалось, нуждаются в более длительном воздействии на них пищеварительных ферментов в тонком кишечнике для расщепления их на отдельные молекулы глюкозы — предполагалось, что этот процесс занимает достаточно много времени и ВСАСЫВАНИЕ такой глюкозы в кровь происходит медленно и постепенно. Вот почему «сложные углеводы» получили название «углеводов медленного всасывания» или «медленных сахаров».

Однако разработка этой классификации была основана исключительно на ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯХ, и, конечно, было бы не лишним проверить справедливость такого предположения на практике.Спустя десятилетия, уже после прохождения информации по всем возможным источникам (СМИ, диетологи, широкая публика), некоторые учёные, засомневавшись, решили выяснить, действительно ли длинной цепочке молекулы сложного углевода крахмала требуется больше времени для всасывания в тонкой кишке. Оказалось, что в первоначальной теории скорость попадания конечной глюкозы в кровь была ошибочно принята за скорость ОПОРОЖНЕНИЯ ЖЕЛУДКА, которая действительно может значительно отличаться, но в силу ряда совсем других причин, описанных выше.

С середины 80-х годов ХХ столетия начали публиковаться научные исследования, подтверждающие то, что классификация углеводов на быстрые и медленные углеводы абсолютно неверна, а КИШЕЧНОЕ ВСАСЫВАНИЕ всех углеводов происходит за один и тот же промежуток времени, примерно равный тридцати минутам, вне зависимости от сложности их молекулы, т.е «быстрые» и «медленные сахара» это абсолютно ошибочные понятия.

Из этой таблицы видно, что после усвоения жареного картофеля в организме высвобождается в три раза больше калорий, чем после усвоения чечевицы, при равных порциях по количеству углеводов в них. И наоборот, при равных порциях, по количеству углеводов в них чечевица после расщепления высвобождает в три раза меньше энергии, чем картофель.

Так в чём же польза гликемических индексов и как эта теория работает на практике?

ГИ указывает на гипергликемический потенциал содержащего углеводы продукта, и следовательно на способность данного продукта вызывать выработку инсулина (количество которого будет сообразно величине гипергликемии). Чем значительней инсулиновый ответ, тем выше риск появления лишнего веса и тем ниже вероятность запуска жиросжигающих процессов. В целом, избыточное количество инсулина ведет, таким образом, к прибавлению в весе , а снижение уровня инсулина в крови способствует потере веса .

Тем не менее, важно понимать — и эта тема заслуживает отдельного внимания и поста — что гликемический индекс даже одного отдельно взятого продукта не является постоянной величиной. Его значение зависит от ряда параметров, в число которых входят: происхождение, сорт и разновидность продукта (для злаковых, фруктов), степень созревания (для фруктов: например, ГИ банана с зеленцой и переспевшего коричневого пятнистого банана будут значительно отличаться), термическая и гидротермическая обработка, а также вид переработки продукта (дробление, измельчение до муки, ‘разрыв’ зерен (а-ля поп корна)).

Кроме того, степень всасывания углеводов может существенно меняться, в зависимости от физико-химического состава самого продукта (ведь даже отдельновзятый продукт питания имеет сложный состав и так или иначе сочетает в себе разные нутриенты) и от поглощаемых одновременно с ним других продуктов (ведь наши трапезы редко состоят лишь из одного единственного продукта) — тут на первый план выходят такие понятия, как (принимающая в расчет не только источник углеводов, но и их количество в продукте) и гликемический результат приёма пищи . Эти показатели очень важно учитывать, предпринимая меры по снижению веса или профилактике сердечно-сосудистых заболеваний и подробней о них мы обязательно поговорим в следующей части!!!

Например, опытным путем было выявлено, что употребление сахара в конце приёма пищи если и влияет на гликемический результат всего приёма пищи, то очень незначительно (речь, конечно, идет о разумных его количествах). Всасывание сахара (ГИ 70) будет снижено в зависимости от того, насколько разнообразна была пища и какое количество пищевых волокон и протеинов она содержала. Совсем по-другому дело обстоит, если сахар поступит в организм натощак — в этом случае углевод всасывается почти полностью. Это связано в основном с тем, что присутствие в самом крахмалсодержащем продукте или в приеме пищи вместе с ним пищевых волокон (особенно эффективна в этом смысле растворимая клетчатка встречающаяся, например, в овощах, фруктах, бобовых, овсе, ячмене) и протеинов способно ограничивать действие на него пищеварительных ферментов (амилаз).

Таким образом, пищевые волокна и протеины являются прямым или косвенным барьером всасыванию глюкозы и благодаря этому снижают гликемический индекс данного крахмала (узнать который, кстати, можно, например, - я люблю пользоваться именно этим сайтом) или гликимический результат всего приема пищи. Этот момент чрезвычайно важен! Он позволяет понять, как можно снижать вес, не просто уменьшая количества потребляемой пищи, а научившись правильно выбирать и сочетать продукты. А так же этот момент важен ещё и потому, что заставляет пересмотреть слепое и наивное убеждение традиционной диетологии в том, что все калории, поглощаемые нами, полностью усваиваются организмом (подробнее об этом я писала ).

Надеюсь, сейчас вам стало чуточку понятней, какие поправки в пп-рацион может вносить такое понятие, как ГИ углеводсодержащего продукта - теперь, должно быть, очевидно:

• почему в рационе необходимо отдавать предпочтение цельным продуктам, не подвергавшимся промышленной обработке;
• почему фастфуду и различного рода полуфабрикатам не место в вашем рационе;
• почему цельные бананы и финики - это самые лучшие на свете подсластители;
• почему даже самые натуральные и свежевыжатые фруктовые соки не лучший выбор;
• почему любую трапезу (а ту, что состоит из пп-сладости и подавно) нужно начинать с большой тарелки салата из свежих овощей;
• почему я фанат пп-сладостей с овощами и бобовыми в составе;
• и т.д. и т.п.

Продолжить эти рассуждения предлагаю и вам, и ниже в комментариях (или в ИГ) привести свои примеры, чтобы мне было проще понять, насколько все описанное выше вам удалось осознать и усвоить.

И в завершении еще немного о грубых ошибках современных нутриционистов…

Несмотря на предостережения со стороны специалистов в области гликемических индексов (например, профессора Жерара Слама (Gérard Slama)), нутриционисты по-прежнему, как только речь заходит об углеводах, ссылаются лишь на СКОРОСТЬ их всасывания. В целом есть две категории диетологов-нутриционистов:

• Первые - «неисправимые» традиционалисты. Они до сих пор не знают о гликемических индексах, а если и знают, то не понимают их важности для обмена веществ. Так что они упорно продолжают пользоваться терминами «быстрых» и «медленных сахаров». Такие консерваторы особенно часто встречаются среди диетологов в спортивной сфере, а также в журналистике. В своём неведении эти люди поддерживают у широкой публики абсолютно неверное представление о правильном питании.
• Ко второй категории относятся притворщики, хотя большинство из них являются таковыми по неведению или непониманию. Они приняли и даже ввели в свою практику новую классификацию углеводов по гликемическому индексу. Но несмотря на это, они продолжают пользоваться терминами «быстрых» и «медленных сахаров», сделав из них некий терминологический сплав с понятием о гликемических индексах. ГИ, как они считают, выражает не что иное, как СКОРОСТЬ усваивания углевода. В их понимании, вся доля усвояемомго углевода в продукте без остатка будет преобразована в глюкозу при переваривании, но чем ниже гликемический индекс продукта, тем просто медленнее будет проходить его всасывание, что вызовет более слабую, но продолжительную по времени гипергликемию. Таким образом, по их мнению гликемический индекс нужен лишь для измерения длительности всасывания глюкозы, полученной из продукта питания, а такое понимание ошибочно, так как не соответствует никакой физиологической реальности.
  Напротив, все исследования, связанные с гликемическими индексами, и в частности исследования Дженкинса , показали, что низкий гликемический индекс продукта означает не то, что его всасывание требует БОЛЕЕ ДОЛГОГО ВРЕМЕНИ , а то, что при его переваривании организм получает и усваивает МЕНЬШЕЕ КОЛИЧЕСТВО ГЛЮКОЗЫ .

Ну что же, начало такой увлекательной теме, как углеводы, положено. В заключение можно лишь пожалеть о том, что даже многие врачи сегодня настолько плохо разбираются в проблеме гликемических индексов и не отдают себе отчёта в том, насколько тесно связан этот параметр с инсулиновым обменом, который в свою очередь и является решающим фактором регулирования веса и профилактики диабета. Поэтому в следующей части я остановлюсь подробнее на рассмотрении дисфункций углеводного обмена, результатом которых и становится появление лишнего веса и диабета второго типа, расскажу о пищевых источниках углеводов, которым следует отдавать предпочтение в своем рационе, затрону тему ‘хранения’ углеводов в нашем организме и попробую ответить на такой важный (и популярный;) вопрос - СКОЛЬКО же углеводов нам необходимо.

Друзья, если эта информация оказалась вам полезной, не забывайте делиться ею в социальных сетях;)

Процесс всасывания углеводов оказывает сильное влияние на текущий уровень сахара в крови. Если за короткий промежуток времени человек употребил в пищу много углеводов, этот уровень может сильно подняться вверх. Скорость всасывания углеводов сильно зависит от их типа.

Моносахариды сразу всасываются в кровь, данный процесс начинается уже в ротовой полости, при этом показатель сахара в крови резко повышается уже через 3-5 минут после приема пищи, поэтому они называются быстроусвояемыми. К таковым относятся чистый сахар, глюкоза (особенно в растворах), фруктоза, мальтоза в чистом виде. Их еще называют «моментальный» сахар.

Все остальные разновидности углеводов расщепляются под действием ферментов (перевариваются) в организме до моносахаридов, которые всасываются в кровь, достигают печени, где и превращаются в гликоген. Скорость этого процесса разная и зависит от многих факторов.

В некоторых продуктах содержатся и сахар, и глюкоза, и фруктоза - это варенье, мед, фруктовое пюре и пр. В таком виде эти углеводы начинают действовать через 10-15 минут после приема пищи, сначала быстро всасывается глюкоза, затем - фруктоза (в 2 раза медленнее). Продукт обычно перерабатывается в желудке и кишечнике за 1-2 часа. Эти углеводы также относят к быстроусвояемым, или содержащим «быстрый» сахар.

При употреблении 10 г простых, или быстрых, углеводов уровень сахара в крови быстро повышается на 1,7 ммоль/л.

Продукты, содержащие «моментальный» и «быстрый» сахар, необходимо исключить из рациона больных, не получающих медикаментозной терапии, и ограничить в рационе других категорий больных сахарным диабетом. Необходимость в их приеме возникает в случае развития гипогликемии (снижение уровня сахара в крови). При регистрации низкого содержания сахара в крови (менее 3,5-4,0 ммоль/л) рекомендуется немедленный прием легкоусвояемых углеводов. К таким продуктам относятся сладкие напитки, например фруктовые соки или теплый чай с 3 ложечками сахара.

Сложные углеводы, такие как, например, крахмал, всасываются на протяжении всего тонкого кишечника, что приводит к постепенному всасыванию образовавшихся моносахаридов. Уровень сахара начинает повышаться не ранее чем через 20-30 минут после приема пищи и носит более плавный характер. Поэтому эти углеводы называют медленноусвояемыми, или содержащими «медленный» сахар, и они рекомендуются в качестве основных углеводных продуктов людям, живущим с диабетом. Большим содержанием крахмала отличаются зерна пшеницы, ржи, ячменя, рисовые зерна, кукуруза, клубни картофеля.

Но не только тип углевода влияет на его всасывание. На усвоение углеводной пищи влияют еще множество дополнительных факторов:

• скорость прохождения пищи по желудочно-кишечному тракту (при быстром прохождении пищи углеводы не успевают всасываться);
• скорость приема пищи (чем медленнее прием пищи, тем медленнее и плавнее повышается показатель сахара в крови);
• форма принимаемой пищи (в жидком виде все элементы всасываются быстро и полностью), В твердой форме, а особенно при существенном содержании в пище балластных веществ, всасывание происходит медленнее, то есть от вишневого сока гликемия поднимется быстрее и выше, чем от вишни;
• температура пищи (в теплом и горячем виде усваивание происходит быстрее, чем в холодном);
• содержание клетчатки (чем оно выше, тем медленнее происходит всасывание);
• содержание жира (при употреблении жирных продуктов всасывание углеводной пищи происходит медленнее).

Факторы, замедляющие всасывание, называют пролонгаторами всасывания:

• твердое, волокнистое и прохладное для диабетика предпочтительнее жидкого, кашицеобразного и горячего;
• углеводы из обезжиренных продуктов всасываются быстрее, но жиры нельзя рекомендовать в качестве пролонгаторов всасывания, особенно при диабете II типа;
• чем медленнее принимают пищу, тем медленнее и плавнее повышается уровень сахара в крови.

К наиболее изученным и полезным факторам, замедляющим всасывание углеводной пищи, относят пищевые волокна (клетчатка, балластные вещества), которые поступают в организм именно с растительной (углеводной) пищей.

Углеводы усваиваются в виде моносахаридов. Однако не все углеводы могут расщепляться до моносахаридов в пищеварительном канале человека. С позиций пищеварения углеводы деляг на неусваиваемые (негликеми- ческие) и усваиваемые (гликемические).

К неусваиваемым , или пепереваримым , углеводам относятся:

• полисахариды - клетчатка (целлюлоза), гемицеллюлоза, пектиновые вещества, инулин;
• олигосахариды (ФОС, ГОС), в том числе олигосахариды молока;
• дисахариды - изомер лактозы лактулоза, поскольку она не расщепляется кишечной лактазой.

В организме человека нет ферментов, гидролизующих гликозидные связи этих углеводов, поэтому они не являются источниками энергии, а выполняют другие функции.

• Большинство непереваримых углеводов - полисахариды с большим числом полярных групп, благодаря чему они адсорбируют шлаки, токсины и яды организма.
• Пенереваримые полисахариды обладают волокнистой структурой, которая раздражающе действует на стенки пищеварительного канала и тем самым повышает секрецию пищеварительных соков.
• Непереваримые углеводы улучшают перистальтику кишечника.
• Сравнительно недавно доказана еще одна важнейшая функция непереваримых углеводов - пребиотическая. Термин «пребиотики », т.е. буквально предшествующие, способствующие развитию микроорганизмов (в данном случае кишечника), был предложен в 1965 г. исследователями Лилли и Стилвелом. Установлено, что если непереваримые углеводы присутствуют в кишечнике, то они используются полезной микрофлорой (бифидо- и молочнокислыми бактериями) как источник питания, а ее рост и развитие значительно улучшаются.

Деградация непереваримых углеводов под действием кишечной микрофлоры протекает с образованием низкомолекулярных жирных кислот (короткоцепочечных) и сопровождается снижением pH толстого кишечника. При этом отмечается улучшение всасывания минеральных веществ, в частности Са и Mg. Возможно, низшие жирные кислоты расщепляют фитиновую кислоту, связывающую минералы, и повышают растворимость минералов в кишечнике, возможно, способствуют синтезу белков - переносчиков минеральных элементов.

По мнению ряда авторов, суммарный эффект, оказываемый короткоцепочечными кислотами (в основном молочной и масляной) на развитие самих микроорганизмов и процессы обновления клеток толстого кишечника, заключается в снижениии риска злокачественных образований толстого кишечника.

Положительная роль кишечной микрофлоры доказана в метаболизме и детоксикации экзогенных и эндогенных соединений, в формировании местного и общего иммунного ответа организма . Именно поэтому клетчатка и другие непереваримые углеводы входят в число важных нутриентов, поступление которых физиологически обосновано и регламентируется Министерством здравоохранения РФ.

Полезные функции непереваримых углеводов получили большой отклик в различной научно-популярной литературе, где пребиотики называют: некрахмальные полисахариды , пищевые волокна , балластные вещества , что не всегда вполне корректно, поскольку в эту группу входят и низкомолекулярные олигосахариды и дисахарид лактулоза. Причем два последних вида пребиотиков, содержащиеся в молоке, имеют большое значение в питании детей и особенно детей первого года жизни. В клинических испытаниях доказано положительное влияние ФОС и ГОС на увеличение численности молочнокислых и бифидобактерий при одновременном уменьшении количества патогенных микроорганизмов кишечника. Это служит хорошим основанием для введения олигосахаридов и дисахарида лактулозы в состав смесей - заменителей женского молока.

К усваиваемым углеводам относят моносахариды, дисахариды и крахмал. Моносахариды всасываются в тонком кишечнике без предварительных изменений. В дисахаридах гидролизуется лишь одна связь, а затем также происходит их всасывание. Именно поэтому моно- и дисахариды считают легко усваиваемыми компонентами пищи. В молекулах полисахаридов требуется гидролизовать сотни и тысячи гликозидных связей, но в этом их большое преимущество. В результате гидролиз полисахаридов происходит не одномоментно и обеспечивает организм постепенно поступающими углеводами без большой нагрузки для работы внутренних органов.

В целом переваривание углеводов происходит в последовательности, указанной в табл. 10.4.

Таблица 10.4

Переваривание и всасывание углеводов

Таковы традиционные представления о переваривании углеводов в желудочно-кишечном канале. Сравнительно недавно установлено, что продукты могут содержать крахмал, устойчивый к ферментативному действию. Такие формы крахмала называют резистентными. Они устойчивы к действию амилолитических ферментов тонкого кишечника и, значит, в нерасщепленном или частично нерасщенленном виде минуют его и поступают в толстый кишечник.

Завершающий этап распада резистентных форм крахмала проходит в толстом кишечнике под действием местной микрофлоры подобно тому, как деградируют другие непереваримые углеводы. Следовательно, резистентные формы крахмала закономерно считать пребиотическим компонентом углеводов.

Образование резистентных форм крахмала обусловлено следующими причинами (табл. 10.5).

Таблица 10.5

Причины образования резистентных форм крахмала

	Результат
Физико-химические свойства крахмала	Большое количество полярных ОН-групп, благодаря которым возникают нативные комплексы с различными компонентами клетки: непереваримыми волокнами, растительными белками и другими биополимерами
Texi юлогическая и кулинарная обработка	Гидратация и желатинизация крахмала во многих технологических процессах завершается ретроградацией. В результате вновь образуются крахмальные зерна, которые хуже атакуются ферментами. Причем в большей степени это характерно для продуктов с высоким содержанием амилозы
Химическая модификация	Изменение структурных особенностей крахмала снижает скорость образования фсрмент-субстратного комплекса «крахмал-амилаза», что уменьшает скорость реакции в целом

Поскольку это достаточно новая область исследования при переваривании углеводов, го сведения о содержании резистентных форм крахмала имеются лишь для отдельных продуктов (табл. 10.6).

Таблица 10.6

Для количественной характеристики усваиваемости углеводов введено понятие гликемического индекса.

Гликемический индекс - увеличение концентрации глюкозы в крови после приема исследуемого продукта по отношению к стандартному продукту.

Более доступно гликемический индекс можно представить как скорость, с которой глюкоза после приема определенного продукта поступает в кровь. В зависимости от используемого метода определения гликемического индекса стандартным продуктом может быть пшеничный хлеб или глюкоза, что обязательно указывают в результатах исследования.

Ниже приведены гликемические индексы некоторых продуктов (табл. 10.7) 1 . За стандарт в данном случае принят гликемический индекс белого хлеба, равный 100%.

Таблица 10.7

Гликемические индексы некоторых продуктов питания

Эти данные значительно меняют устоявшееся мнение об усваиваемости углеводов и влиянии продуктов на уровень сахара в крови. Например, скорость поступления глюкозы из белого хлеба выше, чем из сахара (сахарозы), так как гликемический индекс белого хлеба равен 100%, а гликемический индекс сахара - 87%. В целом это также противоречит традиционному представлению о скорости усвоения моно-, ди- и полисахаридов. Ведь сахароза - дисахарид, а белый хлеб содержит полисахарид крахмал.

Гликемический индекс делят на низкий (от 10 до 40), средний (от 40 до 70) и высокий (более 70).

Таким образом, на усваиваемость углеводов влияет не только величина их молекул, но и другие факторы (табл. 10.8).

Таблица 10.8

Факторы, влияющие на усваиваемость углеводов

Наличие пищевых волокон ограничивает доступ ферментов к крахмалу	Продукты с высоким содержанием непериваримых волокон отличаются невысоким гликемическим индексом (яблоки - 52, чечевица - 38, соевые бобы - 23)
Степень разрушения клеточных структур, кулинарная и тепловая обработка увеличивают доступность крахмала для ферментов	Эффект многих продуктов, содержащих крахмал (кукурузные хлопья, пюре, запеченый картофель), после измельчения и различной тепловой обработки выше, чем эффект сахара
Другие нутриенты (белки, жиры) уменьшают скорость поступления глюкозы	Несмотря на наличие добавленного сахара, мороженое и йогурт отличаются относительно низким гликемическии индексом
Температура продукта	При понижении температуры атакусмость крахмала ферментами снижается из-за его ретроградации

1 Конь И. Я. Указ. соч.

Сведения о непереваримых углеводах, резистентных формах крахмала и гликемических индексах следует учитывать при разработке различных функциональных продуктов: диетических, детских, для спортивного питания и др.

• Конь И. Я. Углеводы: новые взгляды на их физиологические функции и роль в питании //Вопросы детской диетологии. 2005. № 1. С. 18-25.
• Конь И. Я. Указ. соч.

Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический.

Углеводы – это многоатомные спирты содержащие оксогруппу.

По количеству мономеров все углеводы делят на: моно-, ди-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды по положению оксогруппы делятся альдозы и кетозы.

По количеству атомов углерода моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д.

Функции углеводов

Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются до более простых углеводов.

Моносахариды:

· выполняют энергетическую функцию (образование АТФ).

· выполняют пластическую функцию (участвуют в образовании ди-, олиго-, полисахаридов, аминокислот, липидов, нуклеотидов).

· выполняют детоксикационную функцию (произ­водные глюкозы, глюкурониды, участвуют в обезвреживании токсичных метаболитов и ксенобиотиков).

· являются фрагментами гликолипидов (цереброзиды).

Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 2 моносахарида. У человека образуется только 1 дисахарид - лактоза. Лактоза синтезируется при лактации в молочных железах и содержится в молоке. Она:

· является источником глюкозы и галактозы для новорожденных;

· участвует в формировании нормальной микрофлоры у новорожденных.

Олигосахариды – углеводы, которые гидролизуются на 3 - 10 моносахаридов.

Олигосахариды являются фрагментами гликопротеинов (ферменты, белки-транспортёры, белки-рецепторы, гормоны), гликолипидов (глобозиды, ганглиозиды). Они образуют на поверхности клетки гликокаликс.

Полисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 10 и более моносахаридов. Гомополисахариды выполняют запасающую функцию (гликоген – форма хранения глюкозы). Гетерополисахариды (ГАГ) являются структурным компонентом межклеточного вещества (хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота), участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток, препятствуют свертыванию крови (гепарин).

Углеводы пищи, нормы и принципы нормирования их суточной пищевой потребности. Биологическая роль. В пище человека в основном содержатся по­лисахариды - крахмал, целлюлоза растений, в меньшем количестве - гликоген животных. Источником сахарозы служат растения, особенно сахарная свёкла, сахарный тростник.Лактоза поступает с молоком млекопитающих (в коровьем мо­локе до 5% лактозы, в женском мо­локе - до 8%). Фрукты, мёд, соки содер­жат небольшое количество глюкозы и фруктозы. Мальтозаесть в солоде, пиве.

Углеводы пищи являются для организма человека в основном источником моносахаридов, преимущественно глюкозы. Некоторые полисахариды: целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры.

Углево­ды - обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У взрослого человека суточная потребность в углеводах 400г/сут, в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут. Рекомендуется употреблять в пищу больше сложных полисахаридов и меньше моносахаров.

Переваривание углеводов

Переваривание это процесс гидролиза веществ до их ассимилируемых форм. Переваривание бывает: 1). Внутриклеточное (в лизосомах); 2). Внеклеточное (в ЖКТ): а). полостное (дистантное); б). пристеночное (контактное).

Переваривание углеводов в ротовой полости (полостное)

В ротовой полости пища измельчается при пе­режёвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8. В слюне присутствует эндогликозидаза α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщеп­ляющая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидные связи с об­разованием крупных фрагментов - декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы. Необходим ион Cl - .

Переваривание углеводов в желудке (полостное)

Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде (рН <4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Переваривание углеводов в тонком кишечнике (полостное и пристеночное)

В двенадцатиперстной кишке кислое содержимое желу­дка нейтрализуется соком поджелудочной железы (рН 7,5-8,0 за счет бикарбонатов). С соком поджелудочной железы в кишечник поступает панкреатическая α-амилаза . Эта эндогликозидаза гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах с образованием мальтозы (2 ос­татка глюкозы, связанные α-1,4-гликозидной связью), изомальтозы (2 ос­татка глюкозы, связанные α-1,6-гликозидной связью) и олигосахаридов, содержащих 3-8 остатков глюкозы, свя­занных α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями.

Переваривание мальтозы, изомальтозы и олигосахаридов происходит под дей­ствием специфических ферментов - экзогликозидаз, образующих ферментативные комплексы. Эти комплексы находятся на поверхности эпителиаль­ных клеток тонкого ки­шечника и осуществляют пристеночное пищеварение.

Сахаразо-изомальтазный комплекс состоит из 2 пептидов, имеет доменное строение. Из первого пептида образован цитоплазматический, трансмембранный (фиксирует комплекс на мембране энтероцитов) и связывающий домены и изомальтазная субъединица. Из второго - сахаразная субъединица. Сахаразная субъединица гидролизует α-1,2-гликозидные связи в сахарозе, изомальтазная субъединица - α-1,6-гликозидные связи в изомальтозе, α-1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе. Комплекса много в тощей кишке, меньше в проксимальнойи дистальной частях кишечника.

Гликоамилазный комплекс , содержит две каталитические субъединицы, имеющие небольшие различия в субстратной специфич­ности. Гидролизует α-1,4-гликозидные связи в олигосахаридах (с восстанавливающего конца) и в мальтозе. Наибольшая активность в нижних отделах тонкого кишеч­ника.

β-Гликозидазный комплекс (лактаза) гликопротеин, гидролизует β-1,4-гликозидные связи в лактозе. Активность лактазы зависит от возраста. У плода она особенно повышена в поздние сроки беременности и сохраняется на высоком уровне до 5-7-летнего возраста. Затем активность лактазы снижается, составляя у взрослых 10% от уровня активности, характерного для детей.Трегалаза гликозидазный комплекс, гидролизует α-1,1-гликозидные связи между глюкозами в трегалозе - дисахариде грибов.Переваривание углеводов заканчивается образованием моносахаридов – в основном глюкозы, меньше образуется фруктозы и галактозы, еще меньше – маннозы, ксилозы и арабинозы.Всасывание углеводов Моносахариды всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок. Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путём диффузии (рибоза, ксилоза, арабиноза), облегчённой диффузии с помощью белков переносчиков (фруктоза, галактоза, глюкоза), и путем вторично-активного транспорта (галактоза, глюкоза). Вторично-активный транспорт галактозы и глюкозы из просвета кишечника в энтероцит осуществляется симпортом с Na + . Через белок-переносчик Na + двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na + создаётся Nа + /К + -АТФ-азой.
При низкой концентрации глюкозы в просвете кишечника она транспортируется в энтероцит только активным транспортом, при высокой концентрации - активным транспортом и облегчённой диффузией. Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза > другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии через белки-переносчики.

При использовании углеводов, как впрочем и других веществ, перед организмом стоит две задачи – всасывание из кишечника в кровь и транспорт из крови в клетки тканей. В любом случае необходимо преодолевать мембрану.

Транспорт моносахаров через мембраны

Всасывание в кишечнике

После переваривания крахмала и гликогена, после расщепления дисахаридов в полости кишечника накапливается глюкоза и другие моносахариды, которые должны попасть в кровь. Для этого им необходимо преодолеть, как минимум, апикальную мембрану энтероцита и его базальную мембрану.

Вторично-активный транспорт

По механизму вторичного активного транспорта из просвета кишечника происходит всасывание глюкозы и галактозы . Такой механизм означает, что затрата энергии при переносе сахаров происходит, но тратится она не непосредственно на транспорт молекулы, а на создание градиента концентрации другого вещества. В случае моносахаридов таким веществом является ион натрия .

Аналогичный механизм транспорта глюкозы присутствует в эпителии канальцев почек , который реабсорбирует ее из первичной мочи.
Только наличие активного транспорта позволяет перенести из внешней среды внутрь клеток практически всю глюкозу.

Фермент Na + ,К + -АТФаза постоянно, в обмен на калий, выкачивает ионы натрия из клетки, именно этот транспорт требует затрат энергии. В просвете кишечника содержание натрия относительно высоко и он связывается со специфическим мембранным белком, имеющим два центра связывания: один для натрия, другой для моносахарида. Примечательно то, что моносахарид связывается с белком только после того, как с ним свяжется натрий. Белок-транспортер свободно мигрирует в толще мембраны. При контакте белка с цитоплазмой натрий быстро отделяется от него по градиенту концентрации и сразу отделяется моносахарид. Результатом является накопление моносахарида в клетке, а ионы натрия выкачиваются Na + ,К + -АТФазой.

Выход глюкозы из клетки в межклеточное пространство и далее кровь происходит благодаря облегченной диффузии.

Вторично-активный транспорт глюкозы и галактозы через мембраны энтероцитов

Пассивный транспорт

В отличие от глюкозы и галактозы, фруктоза и другие моносахара всегда транспортируются белками-транспортерами, не зависящими от градиента натрия, т.е. облегченной диффузией . Так, на апикальной мембране энтероцитов находится транспортный белок ГлюТ-5 , через который фруктоза диффундирует в клетку.

Для глюкозы вторично-активный транспорт используется при ее низких концентрациях в кишечнике. Если концентрация глюкозы в просвете кишечника велика , то она также может транспортироваться в клетку путем облегченной диффузии при участии белка ГлюТ-5.

Скорость всасывания моносахаридов из просвета кишечника в эпителиоцит не одинакова. Так, если скорость всасывания глюкозы принять за 100%, то относительная скорость переноса галактозы составит 110%, фруктозы – 43%, маннозы – 19%.

Транспорт из крови через мембраны клеток

После выхода в кровь, оттекающую от кишечника, моносахариды движутся по сосудам воротной системы в печень, частично задерживаются в ней, частично выходят в большой круг кровообращения. Следующей их задачей стоит проникновение в клетки органов.

Из крови внутрь клеток глюкоза попадает при помощи облегченной диффузии по градиенту концентрации с участием белков-переносчиков (глюкозных транспортеров – "ГлюТ "). Всего выделяют 12 типов транспортеров глюкозы, отличающихся локализацией, сродством к глюкозе и способностью к регулированию.

Глюкозные транспортеры ГлюТ-1 имеются на мембранах всех клеток и ответственны за базовый транспорт глюкозы в клетки, требуемый для поддержания жизнеспособности.

Особенностями ГлюТ-2 является способность пропускать глюкозу в двух направлениях и низкое сродство к глюкозе. Переносчик представлен, в первую очередь, в гепатоцитах , которые после еды захватывают глюкозу, а в постабсорбтивный период и при голодании поставляют ее в кровь. Также присутствует этот транспортер в эпителии кишечника и почечных канальцев . Присутствуя на мембранах β-клеток островков Лангерганса, ГлюТ-2 переносит глюкозу внутрь при ее концентрации свыше 5,5 ммоль/л и благодаря этому генерируется сигнал для увеличения выработки инсулина .

Глют-3 обладает высоким сродством к глюкозе и представлен в нервной ткани . Поэтому нейроны способны поглощать глюкозу даже при низких ее концентрациях в крови.

В мышцах и жировой ткани находится ГлюТ-4 , только эти транспортеры являются чувствительными к влиянию инсулина . При действии инсулина на клетку они выходят на поверхность мембраны и переносят глюкозу внутрь. Указанные ткани получили название инсулинзависимых .

Некоторые ткани совершенно нечувствительны к действию инсулина, их называют инсулиннезависимыми . К ним относятся нервная ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек, эндотелиоциты, семенники и эритроциты.