Углеводный обмен в организме человека

Как усваиваются углеводы

Углеводный обмен в организме человека заключается в его преобразовании в энергию, необходимую для жизни. Это происходит в несколько этапов:

  1. На первом этапе углеводы, попавшие в организм человека, начинают расщепляться на простые сахариды. Происходит это уже во рту под воздействием слюны.
  2. В желудке на нераспавшиеся во рту сложные сахариды начинает воздействовать желудочный сок. Он расщепляет даже лактозу до состояния галатозы, которая впоследствии преобразуется в необходимую глюкозу.
  3. В кровь глюкоза всасывается через стенки тонкого кишечника. Часть ее, даже минуя этап накопления в печени, сразу преображается в энергию для жизни.
  4. Далее процессы переходят на клеточный уровень. Глюкоза заменяет собой молекулы кислорода в крови. Это становится сигналом для поджелудочной железы о начале выработки и выброса в кровь инсулина – вещества, необходимого для доставки гликогена, в который преобразовалась глюкоза, внутрь клеток. То есть гормон помогает организму усваивать глюкозу на молекулярном уровне.
  5. Гликоген синтезируется в печени, именно она перерабатывает углеводы в необходимое вещество и даже способна делать небольшой запас гликогена.
  6. Если глюкозы слишком много, печень превращает их в простые жиры, связав их в цепочку нужными кислотами. Такие цепочки при первой необходимости расходуются организмом для превращения в энергию. Если они остаются невостребованными, то переводятся под кожу в виде жировых тканей.
  7. Доставленный инсулином в клетки мышечных тканей гликоген при необходимости, а именно при дефиците кислорода, означающего физическую нагрузку, вырабатывает энергию для мышц.

Какие углеводы не усваивает организм человека

Как следует из вышесказанного, весь углеводный обмен сводится к уровню сахар в крови. Уровень сахара в крови зависит от того, сколько глюкозы поступает в кровь и сколько глюкозы удаляется из нее. От этого соотношения зависит весь углеводный обмен. Сахар в кровь поступает из печени и кишечника. Печень расщепляет гликоген до глюкозы только в том случае, если уровень сахара в крови падает. Эти процессы регулируются гормонами.

Уменьшение уровня сахара в крови сопровождается выделение гормона адреналина – он активизирует ферменты печени, которые отвечают за поступление глюкозы в кровь.

Углеводный обмен регулируется также двумя гормонами поджелудочной железы – инсулином и глюкагоном. Инсулин отвечает за транспорт глюкозы из крови в ткани. А глюкагон отвечает за расщепление глюкагона в печени на глюкозу. Т.е. глюкагон повышает уровень сахара в крови, а инсулин снижает. Их действие взаимосвязано.

Разумеется, если уровень сахара в крови завышен, а печень и мышцы насыщены гликогеном, то «ненужный» материал инсулин отправляет в жировое депо – т.е. откладывает глюкозу в виде жира.

Наиболее распространенным углеводом является гликоген, который попадает в организм человека вместе с пищей. Каждый раз, когда человек подвергает себя физическим нагрузкам, происходит процесс расщепления гликогена на глюкозу, обеспечивая мышечную ткань энергией.

Кратковременная высокоинтенсивная или анаэробная нагрузка (например, поднятие весов или спринт) подразумевает под собой потребление энергии в больших количествах. В таких ситуациях углеводы — это основное «топливо» для человека, так как они быстро расщепляются, при этом расход липидов притормаживается.

Длительные низкоинтенсивные нагрузки представлены плаванием, бегом на длинную дистанцию или ездой на велосипеде. Здесь углеводы также являются главным источником энергии, но расход жира происходит более стремительно по мере того, как иссякает гликоген. Для удовлетворения высоких энергетических затрат расщепление липидов происходит не так стремительно. Если запасы углеводов в организме будут недостаточными, может проявляться усталость в работающих мышцах.

Стоит заметить, что чем больше человек способен расщепить углеводной пищи, тем большими будут запасы гликогена в организме. В роли незаменимых источников углеводов выступают:

  • хлебобулочные изделия;
  • рисовая крупа;
  • бананы;
  • цельнозерновые крупы;
  • макаронные изделия и картофель;
  • фруктовые соки.

Если человек будет отдавать предпочтение вышеперечисленным продуктам, это в конечном итоге поспособствует увеличению уровня клетчатки. После физических упражнений обязательно нужно пополнять запасы углеводов, иначе проведение последующих тренировок станет невозможным.

Восстановление оптимального уровня гликогена может длиться на протяжении 2 суток. Стоит заметить, что если соблюдается низкоуглеводная диета, то времени на восстановление понадобится еще больше. Именно по этой причине легкие и более тяжелые физические нагрузки обязательно должны чередоваться, чтобы происходил процесс восстановления углеводов.

Продукты, содержащие углеводы

Внимание! Гликоген необходим для того, чтобы в организме человека сокращались мышцы. При недостатке компонентов и сильных физических нагрузках уровень и метаболизм углеводов будет стремительно снижаться, а работоспособность человека сменится усталостью.

После того, как питательные вещества прошли через ротовую полость, в желудке начинается переваривание углеводов. При пережевывании пищи происходит ее смешение со слюной, отличающейся содержанием пищеварительного фермента амилазы, которую выделяют околоушные железы. С помощью данного фермента крахмал приобретает форму небольших глюкозных полимеров, а также дисахарида мальтозы. Поскольку пища во рту находится не долго, до акта ее глотания происходит процесс гидролиза 7 % крахмала.

Углеводный обмен в организме человека

Обмен углеводов в организме человека и их переваривание продолжается не только в желудке, но и во всем теле еще на протяжении часа. Это происходит до того момента, пока желудочный секрет не перемешается с употребленной пищей, после чего соляная кислота желудочного секрета блокирует активность амилазы слюны.

Углеводы, которые не способны перевариваться в желудке, называют грубыми пищевыми волокнами

Углеводы, которые не способны перевариваться в желудке, называют грубыми пищевыми волокнами, клетчаткой и полисахаридами. Несмотря на то, что полисахариды не отличаются калорийностью и пищевой ценностью, диетологи твердят про их полезные качества для желудка и человеческого организма. К общей группе грубых пищевых волокон принято относить такие компоненты:

  • лигнин, содержанием которого отличаются стебли горчицы, корнеплоды редиса, а также горох и плоды баклажанов (длительное хранение данных культур способствует увеличению уровня лигнина);
  • пектин содержится в яблоках, брокколи и брюссельской капусте, а также в сушеном горошке и свежих лимонах;
  • целлюлоза из древесины и стеблей растительных культур, зеленого горошка и других бобовых растений, перца, моркови и свеклы;
  • клетчатка — содержанием данного элемента отличается мука из отрубей, брокколи, цветная, белокочанная и брюссельская капуста, свежие отруби;
  • гемицеллюлоза — входит в состав твердой оболочки растительных побегов и семян, а также содержится в целом нешлифованном зерне, свежей петрушке и корневищах свеклы.

Опытные диетологи выделяют отдельную группу нерастворимых полисахаридов, которые ЖКТ человека не способен расщеплять — протопектин. В состав данного комплекса входит целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин, а его содержанием отличаются пищевые волокна недозрелых плодов.

Также существует особая группа, состоящая из полисахаридов, на которую не способны оказать влияние даже декстраны и внутриклеточные пищеварительные ферменты. Развитию и превращению данной подгруппы способствует активная жизнедеятельность некоторых микроорганизмов, питающихся сахарозой.

Перед тем как пересматривать рацион питания, необходимо обязательно изучить схему относительно того, как происходит переваривание и всасывание углеводов в организме, а также систему того, сколько углеводов усваивается за раз. Это предупреждение не стоит игнорировать, иначе можно причинить вред физиологии, что приведет к различным неприятным последствиям.

Регулировка обмена углеводов

Кратко об углеводном обмене в организме человека можно сообщить следующее. Все механизмы расщепления, синтеза и усвоения углеводов, глюкозы и гликогена регулируются различными ферментами и гормонами. Это соматотропный, стероидный гормон и самое главное – инсулин. Именно он помогает гликогену преодолеть клеточную оболочку и проникнуть внутрь клетки.

Нельзя не упомянуть об адреналине, регулирующем весь каскад фосфоролиза. В регулировании химических процессов по усвоению углеводов принимают участие ацетил-КоА, жирные кислоты, ферменты и другие вещества. Нехватка или переизбыток того или иного элемента обязательно вызовет сбой во всей системе усвоения и переработки углеводов.

Энергетическая ценность углеводов

Как было сказано выше, углеводы являются главным энергетическим компонентом в рационе питания человека. Показатель суточной энергии, которую дает гликоген, в ежедневном рационе достигает 60 %. Диетологи утверждают, что организм взрослого человека должен переварить не менее 350 г углеводов в день, принадлежащих к группе усвояемых компонентов.

Что касается пищевых волокон, то их суточная норма не должна превышать 25-30 г, включая пектин и клетчатку. Специалисты утверждают, что если в избытке употреблять углеводы, это может привести к диарее и другим неприятным последствиям.

Важно! У людей с хроническими болезнями желудочно-кишечного тракта возможно проявление болезненных ощущений.

Что касается пояснения энергетической ценности углеводов, то данный показатель колеблется в пределах 4,5 ккал/г. Для того чтобы рассчитать суммарное количество углеводов в рационе, необходимо сложить показатель их содержания в каждом компоненте, из которого состоит 100 г того или иного продукта питания.

Причины отклонений

Причины отклонений в регулировке уровня глюкозы имеют различные предпосылки:

  1. Наследственное заболевание – галактоземия. Симптомы патологии: дефицит веса, заболевание печени с пожелтением кожного покрова, задержка психического и физического развития, нарушение зрения. Данная болезнь часто приводит к смерти еще на первом году жизни. Это красноречиво говорит о значении углеводного обмена в организме человека.
  2. Другой пример генетического заболевания – фруктозная непереносимость. У больного при этом нарушается работа почек и печени.
  3. Синдром мальабсорбации. Характеризуется заболевание невозможностью усваивать моносахариды через слизистую оболочку тонкого кишечника. Приводит к нарушению почечной и печеночной функции, проявляется диарея, метеоризм. К счастью, болезнь поддается лечению путем приема больным ряда необходимых ферментов, снижающих характерную при данной патологии лактозную непереносимость.
  4. Болезнь Сандахоффа характеризуется нарушением выработки фермента А и В.
  5. Болезнь Тея-Сакса развивается в результате нарушения выработки в организме AN-ацетилгексозаминидазы.
  6. Самое известное заболевание – диабет. При этом недуге глюкоза не попадает в клетки, так как поджелудочная железа перестала выделять инсулин. Тот самый гормон, без которого невозможно проникновение глюкозы в клетки.

Большинство болезней, сопровождаемых нарушением уровня глюкозы в организме, являются неизлечимыми. В лучшем случае врачам удается стабилизировать состояние больных путем введения в их организмы недостающих ферментов или гормонов.

Расстройства метаболизма углеводов делятся:

  • на гипогликемии (снижение уровня глюкозы в плазме крови);
  • гликогенозы (патологии углеводного обмена врожденного либо наследственного характера, проявляющиеся избыточным накоплением гликогена в клетках организма);
  • гексоземии (повышенное содержание гексоз в крови);
  • гипергликемии (повышение глюкозы в плазме крови);
  • сахарный диабет (нарушения всех звеньев метаболизма углеводов).

Группа нарушений углеводного обмена — гипогликемии, могут быть обусловлены:

  • заболеваниями печени (гепатоз, гепатодистрофия, ферментопатии);
  • нарушениями пищеварения (проблемы при полостном переваривании углеводов, пристеночном расщеплении и абсорбции);
  • болезнями почек (нарушение реабсорбции глюкозы в проксимальных канальцах нефрона);
  • эндокринопатиями (глюкокортикоидная недостаточность, дефицит Т3 и Т4, СТГ, катехоламинов, глюкагона);
  • углеводным голоданием (из-за нарушений питания);
  • длительной и значительной физической работой.

Расстройства углеводного обмена в виде гликогенозов развиваются по причине мутаций генов, которые кодируют синтез ферментов расщепления либо образования гликогена. К таким заболеваниям относят болезнь Гирке, болезнь Помпе, болезнь Андерсена, болезнь Таруи, болезнь Хага и др.

Нарушения углеводного обмена группы гексоземий включают в себя галактоземию врожденного или наследственного характера, а также фруктоземию с врожденной непереносимостью фруктозы, возникающую по причине недостаточности альдолазы В.

Гипергликемии — расстройства углеводного обмена, которые развиваются по таким причинам:

  • эндокринопатии (избыток эффектов гипергликемизирующих факторов и дефицит эффектов инсулина);
  • психогенные и неврологические расстройства (психическое возбуждение, стресс-реакции, каузалгии);
  • переедание (долгое избыточное употребление сладостей и легкоусвояемых углеводов);
  • патологии печени (печеночная недостаточность).

Сахарный диабет — распространенное нарушение углеводного обмена. Подразделяется на инсулинзависимый и инсулиннезависимый. Причинами сахарного диабета считаются:

  • дефицит инсулина (генетические дефекты β-клеток островков Лангерганса; вирусы, тропные к β-клеткам; иммунные факторы; эндогенные токсические вещества; воспалительные процессы; физические и химические факторы);
  • недостаточность эффектов инсулина (нейро- или психогенных факторы; контринсулярных факторы; дефекты инсулиновых рецепторов и пострецепторные нарушения в клетках-мишенях).

Нарушения углеводного обмена у детей

Помимо наследственных заболеваний, связанных с обменом веществ, которые могут проявиться с первых дней жизни, ребенок подвержен самым разным состояниям, способным привести к глютеновой болезни. Например, расстройство желудка или тонкого кишечника.

Для того чтобы не допустить развития глютеновой болезни, уровень глюкозы в крови малыша подвергается изучению еще в период внутриутробного развития. Именно поэтому будущая мать должна во время беременности сдавать все назначаемые врачом анализы и проходить инструментальные обследования.

Восстановление углеводного обмена

Как восстановить углеводный обмен в организме человека? Все зависит от того, в какую сторону сместился уровень глюкозы.

Если у человека наблюдается гипергликемия, то ему назначают диету по снижению в рационе жиров и углеводов. А при гипогликемии, то есть низком уровне глюкозы, наоборот, предписывается употреблять большее количество углеводов и белков.

Следует понимать, что восстановить углеводный обмен в организме человека довольно трудно. Одной диеты обычно не хватает, часто больной должен пройти курс лечения медицинскими препаратами: гормонами, ферментами и так далее. Например, при сахарном диабете больной должен до конца жизни получать инъекции гормона инсулина.

Специальная диета и гликемический индекс

Что такое углеводный обмен в организме человека, знают те, кто вынужден жить с хроническим неизлечимым заболеванием, характеризующимся нарушением уровня глюкозы в крови. Такие люди на собственном опыте узнали, что такое гликемический индекс. Эта единица определяет, сколько глюкозы в том или ином продукте.

Кроме ГИ любой врач или больной диабетик знают наизусть, в каком продукте и сколько содержится углеводов. На основе всей этой информации составляется особый план питания.

Вот, например, несколько позиций из рациона таких людей (на 100 г):

  1. Сухие семечки подсолнечника – 15 ГИ, 3,4 г углеводов, 570 ккал.
  2. Земляной орех – 20 ГИ, 9,9 г углеводов, 552 ккал.
  3. Брокколи – 15 ГИ, 6,6 г углеводов, 34 ккал.
  4. Белый гриб – 10 ГИ, 1,1 г углеводов, 34 ккал.
  5. Листья салата- 10 ГИ, 2 г углеводов, 16 ккал.
  6. Латук – 10 ГИ, 2,9 г углеводов, 15 ккал.
  7. Томаты – 10 ГИ, 4,2 г углеводов, 19,9 ккал.
  8. Баклажан – 10 ГИ, 5,9 г углеводов, 25 ккал.
  9. Перец болгарский -10 ГИ, 6,7 г углеводов, 29 ккал.

В данном списке приведены продукты с низким ГИ. При диабете человек может смело есть пищу с ингредиентами, в которых ГИ не превышает 40, максимум 50. Остальное находится под строжайшим запретом.

Что будет, если самостоятельно регулировать углеводный обмен

Есть еще один аспект, о котором нельзя забывать в процессе регулирования углеводного обмена. Организм обязательно должен получать предназначенную для жизни энергию. И если пища не попадает в организм вовремя, то он начнет расщеплять жировые клетки, а затем клетки мышц. То есть наступит физическое истощение организма.

Увлечение монодиетами, вегитарианством, фруторианством и другими экспериментальными методиками питания, призванными регулировать обмен веществ, приводит не просто к плохому самочувствию, но к нарушению жизненно важных функций в организме и разрушению внутренних органов и структур. Разрабатывать рацион и назначать препараты может только специалист. Любое самолечение приводит к ухудшению состояния или даже смерти.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Энциклопедия для девушек