Jak przebiega metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka i do czego prowadzą jego zaburzenia? Zaburzenia metabolizmu węglowodanów

Węglowodany odgrywają ważną rolę. Osoby dbające o własne zdrowie wiedzą, że węglowodany złożone są lepsze od prostych. I że lepiej jeść jedzenie na dłuższe trawienie i energię na cały dzień. Ale dlaczego dokładnie? Czym różnią się procesy przyswajania węglowodanów wolnych i szybkich? Dlaczego warto jeść słodycze tylko po to, by zamknąć okno białkowe, a miód lepiej jeść tylko w nocy? Aby odpowiedzieć na te pytania, szczegółowo rozważymy metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka.

Do czego służą węglowodany?

Oprócz utrzymania optymalnej wagi, węglowodany w organizmie człowieka wykonują ogrom pracy, której niedobory prowadzą nie tylko do otyłości, ale także szeregu innych problemów.

Do głównych zadań węglowodanów należy pełnienie następujących funkcji:

1. Energia – około 70% kalorii pochodzi z węglowodanów. Aby doszło do utlenienia 1 g węglowodanów organizm potrzebuje 4,1 kcal energii.
2. Budowa - weź udział w budowie komponentów komórkowych.
3. Rezerwa – utwórz zapas w mięśniach i wątrobie w postaci glikogenu.
4. Regulacyjne - niektóre hormony mają charakter glikoprotein. Na przykład hormony tarczycy i przysadki mózgowej - jedną częścią strukturalną takich substancji jest białko, a drugą węglowodany.
5. Ochronnie – heteropolisacharydy biorą udział w syntezie śluzu, który pokrywa błony śluzowe dróg oddechowych, narządów trawiennych i dróg moczowo-płciowych.
6. Weź udział w rozpoznawaniu komórek.
7. Są częścią błon czerwonych krwinek.
8. Są jednym z regulatorów krzepnięcia krwi, ponieważ są częścią protrombiny i fibrynogenu, heparyny (- podręcznik „Chemia biologiczna”, Severin).

Dla nas głównymi źródłami węglowodanów są cząsteczki, które otrzymujemy z pożywienia: skrobia, sacharoza i laktoza.

@Evgeniya
adobe.stock.com

Etapy rozkładu sacharydów

Zanim rozważymy cechy reakcji biochemicznych w organizmie i wpływ metabolizmu węglowodanów na wyniki sportowe, zbadamy proces rozkładu sacharydów i ich dalszą przemianę w ten sam cukier, który sportowcy tak desperacko ekstrahują i spędzają podczas przygotowań do zawodów.

Etap 1 - wstępne trawienie śliną

W przeciwieństwie do białek i tłuszczów, węglowodany zaczynają się rozkładać niemal natychmiast po wejściu do jamy ustnej. Faktem jest, że większość produktów dostających się do organizmu zawiera złożone węglowodany skrobiowe, które pod wpływem śliny, czyli wchodzącego w jej skład enzymu amylazy, oraz czynnika mechanicznego rozkładają się na proste sacharydy.

Etap 2 – wpływ kwasu żołądkowego na dalszy rozkład

Tutaj w grę wchodzi kwas żołądkowy. Rozkłada złożone sacharydy, które nie mają kontaktu ze śliną. W szczególności pod działaniem enzymów laktoza rozkłada się na galaktozę, która następnie przekształca się w glukozę.

Etap 3 - wchłanianie glukozy do krwi

Na tym etapie prawie cała sfermentowana szybka glukoza jest bezpośrednio wchłaniana do krwi, omijając procesy fermentacji w wątrobie. Poziom energii gwałtownie wzrasta, a krew staje się bardziej nasycona.

Etap 4 – uczucie sytości i odpowiedź insulinowa

Pod wpływem glukozy krew gęstnieje, co utrudnia poruszanie się i transport tlenu. Glukoza zastępuje tlen, co powoduje reakcję ochronną - zmniejszenie ilości węglowodanów we krwi.

Insulina i glukagon dostają się do osocza z trzustki.

Pierwsza otwiera komórki transportowe w celu przeniesienia do nich cukru, co przywraca utraconą równowagę substancji. Glukagon z kolei ogranicza syntezę glukozy z glikogenu (zużycie wewnętrznych źródeł energii), a insulina „wycieka” z głównych komórek organizmu i umieszcza tam glukozę w postaci glikogenu czyli lipidów.

Etap 5 - Metabolizm węglowodanów w wątrobie

W drodze do pełnego trawienia węglowodany napotykają głównego obrońcę organizmu – komórki wątroby. To właśnie w tych komórkach węglowodany pod wpływem specjalnych kwasów łączą się w najprostsze łańcuchy – glikogen.

Etap 6 – Glikogen lub tłuszcz

Wątroba może przetwarzać tylko określoną ilość monosacharydów znajdujących się we krwi. Rosnący poziom insuliny zmusza ją do zrobienia tego jak najszybciej. Jeśli wątroba nie ma czasu na przekształcenie glukozy w glikogen, zachodzi reakcja lipidowa: cała wolna glukoza przekształca się w proste tłuszcze poprzez wiązanie z kwasami. Organizm robi to, żeby zostawić zapas, ale w wyniku ciągłego odżywiania „zapomina” o trawieniu, a łańcuchy glukozy zamieniając się w plastyczną tkankę tłuszczową, transportowane są pod skórą.

Etap 7 - rozszczepienie wtórne

Jeśli wątroba poradziła sobie z obciążeniem cukrem i była w stanie przekształcić wszystkie węglowodany w glikogen, ten ostatni pod wpływem hormonu insuliny udaje się zmagazynować w mięśniach. Co więcej, w warunkach braku tlenu rozkłada się ona z powrotem do najprostszej glukozy, która nie wraca do ogólnego krwiobiegu, ale pozostaje w mięśniach. W ten sposób, omijając wątrobę, glikogen dostarcza energię do określonych skurczów mięśni, zwiększając jednocześnie wytrzymałość (Wikipedia).

Proces ten nazywany jest często „drugim wiatrem”. Kiedy sportowiec ma duże rezerwy glikogenu i prostych tłuszczów trzewnych, zostaną one zamienione w czystą energię jedynie przy braku tlenu. Z kolei alkohole zawarte w kwasach tłuszczowych będą stymulować dodatkowe rozszerzenie naczyń, co doprowadzi do większej podatności komórek na tlen w warunkach jego niedoboru.

Cechy metabolizmu według IG

Ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego węglowodany dzielą się na proste i złożone. To wszystko o nich decyduje, tempo rozkładu. To z kolei powoduje regulację metabolizmu węglowodanów. Im prostszy węglowodan, tym szybciej trafia do wątroby i tym większe jest prawdopodobieństwo, że zostanie zamieniony w tłuszcz.

Przybliżona tabela indeksu glikemicznego z ogólnym składem węglowodanów w produkcie:

Cechy metabolizmu według GN

Jednak nawet żywność o wysokim indeksie glikemicznym nie jest w stanie zaburzyć metabolizmu i funkcji węglowodanów w taki sposób, jak to ma miejsce. Określa, jak mocno wątroba zostanie obciążona glukozą podczas spożywania tego produktu. Po osiągnięciu określonego progu GL (około 80-100) wszystkie kalorie spożyte powyżej normy zostaną automatycznie zamienione na trójglicerydy.

Przybliżona tabela ładunku glikemicznego z całkowitą liczbą kalorii:

Odpowiedź na insulinę i glukagon

W procesie spożywania dowolnego węglowodanu, czy to cukru, czy skrobi złożonej, organizm wyzwala jednocześnie dwie reakcje, których intensywność będzie zależała od omówionych wcześniej czynników, a przede wszystkim od wydzielania insuliny.

Ważne jest, aby zrozumieć, że insulina jest zawsze uwalniana do krwi pod wpływem impulsu. Oznacza to, że jeden słodki placek jest tak samo niebezpieczny dla organizmu, jak 5 słodkich ciast. Insulina reguluje gęstość krwi. Jest to konieczne, aby wszystkie komórki otrzymały wystarczającą ilość energii bez pracy w trybie hiper- lub hipo-. Ale co najważniejsze, prędkość jego ruchu, obciążenie mięśnia sercowego i zdolność do transportu tlenu zależą od grubości krwi.

Uwolnienie insuliny jest naturalną reakcją. Insulina robi dziury we wszystkich komórkach ciała, które mogą odbierać dodatkową energię i blokuje ją w nich. Jeśli wątroba poradziła sobie z obciążeniem, do komórek zostaje wprowadzony glikogen, jeśli wątroba nie jest w stanie sobie z tym poradzić, wówczas do tych samych komórek dostają się kwasy tłuszczowe.

Zatem regulacja metabolizmu węglowodanów następuje wyłącznie poprzez emisję insuliny. Jeśli jest go za mało (nie przewlekle, ale jednorazowo), może wystąpić kac cukrowy – stan, w którym organizm potrzebuje dodatkowej ilości płynów, aby zwiększyć objętość krwi i rozrzedzić ją wszelkimi dostępnymi sposobami.

Późniejsza dystrybucja energii

Późniejsza dystrybucja energii węglowodanowej następuje w zależności od rodzaju budowy i sprawności organizmu:

1. U osoby nieprzeszkolonej o wolnym metabolizmie. Kiedy poziom glukagonu spada, komórki glikogenu wracają do wątroby, gdzie są przetwarzane w trójglicerydy.
2. U sportowca. Komórki glikogenowe pod wpływem insuliny zamykają się masowo w mięśniach, zapewniając rezerwę energii na kolejny wysiłek.
3. Nie-sportowiec z szybką przemianą materii. Glikogen wraca do wątroby, transportowany z powrotem do poziomu glukozy, po czym nasyca krew do poziomu granicznego. Tym samym wywołuje stan wyczerpania, gdyż pomimo wystarczającego odżywienia się zasobami energetycznymi, komórki nie mają odpowiedniej ilości tlenu.

Konkluzja

Metabolizm energetyczny to proces, w którym biorą udział węglowodany. Ważne jest, aby zrozumieć, że nawet przy braku bezpośrednich cukrów organizm nadal będzie rozkładał tkanki na prostą glukozę, co doprowadzi do zmniejszenia tkanki mięśniowej lub tłuszczu (w zależności od rodzaju stresującej sytuacji).

W ciągu życia człowiek zjada około 10 ton węglowodanów. Węglowodany dostają się do organizmu głównie w postaci skrobi. Po rozłożeniu w przewodzie pokarmowym na glukozę, węglowodany są wchłaniane do krwi i wchłaniane przez komórki. Pokarmy roślinne są szczególnie bogate w węglowodany: pieczywo, płatki zbożowe, warzywa, owoce. Produkty pochodzenia zwierzęcego (z wyjątkiem mleka) charakteryzują się niską zawartością węglowodanów.

Węglowodany są głównym źródłem energii, zwłaszcza podczas intensywnej pracy mięśni. Organizm osoby dorosłej otrzymuje ponad połowę energii z węglowodanów. Końcowymi produktami metabolizmu węglowodanów są dwutlenek węgla i woda.

Metabolizm węglowodanów ma kluczowe znaczenie dla metabolizmu i energii. Węglowodany złożone zawarte w pożywieniu rozkładają się podczas trawienia na monosacharydy, głównie glukozę. Monosacharydy są wchłaniane z jelita do krwi i dostarczane do wątroby i innych tkanek, gdzie biorą udział w metabolizmie pośrednim. Część napływającej glukozy w wątrobie i mięśniach szkieletowych jest magazynowana w postaci glikogenu lub wykorzystywana do innych procesów plastycznych. Kiedy węglowodany są spożywane w nadmiarze z pożywieniem, mogą zostać przekształcone w tłuszcze i białka. Kolejna część glukozy ulega utlenieniu, tworząc ATP i uwalniając energię cieplną. W tkankach możliwe są dwa główne mechanizmy utleniania węglowodanów – bez udziału tlenu (beztlenowo) i z jego udziałem (tlenowo).

Węglowodany i ich funkcje

Węglowodany to związki organiczne występujące we wszystkich tkankach organizmu w postaci wolnej w połączeniu z lipidami i białkami i stanowiące główne źródło energii. Funkcje węglowodanów w organizmie:

· Węglowodany są bezpośrednim źródłem energii dla organizmu.

· Uczestniczyć w plastycznych procesach metabolicznych.

· Wchodzą w skład protoplazmy, struktur subkomórkowych i komórkowych, pełnią funkcję wspierającą dla komórek.

Węglowodany dzielą się na 3 główne klasy: monosacharydy, disacharydy i polisacharydy. Monosacharydy to węglowodany, których nie można rozłożyć na prostsze formy (glukoza, fruktoza). Disacharydy to węglowodany, które po hydrolizie dają dwie cząsteczki monosacharydów (sacharoza, laktoza). Polisacharydy to węglowodany, które po hydrolizie dają więcej niż sześć cząsteczek monosacharydów (skrobia, glikogen, błonnik).

Rozkład węglowodanów w organizmie

Rozkład węglowodanów złożonych w pożywieniu rozpoczyna się w jamie ustnej pod wpływem enzymów amylazy i maltazy znajdujących się w ślinie. Optymalna aktywność tych enzymów występuje w środowisku zasadowym. Amylaza rozkłada skrobię i glikogen, a maltaza rozkłada maltozę. W tym przypadku powstają węglowodany o niższej masie cząsteczkowej - dekstryny, częściowo maltoza i glukoza.

W przewodzie pokarmowym polisacharydy (skrobia, glikogen, błonnik i pektyna nie są trawione w jelicie) i disacharydy pod wpływem enzymów rozkładają się na monosacharydy (glukozę i fruktozę), które są wchłaniane do krwi w małych jelito. Znaczna część monosacharydów przedostaje się do wątroby i mięśni i służy jako materiał do tworzenia glikogenu. Proces wchłaniania monosacharydów w jelicie regulowany jest przez układ nerwowy i hormonalny. Pod wpływem układu nerwowego przepuszczalność nabłonka jelitowego, stopień dopływu krwi do błony śluzowej ściany jelita i prędkość ruchu kosmków mogą się zmieniać, w wyniku czego szybkość wnikania monosacharydów do krwi zmian żyły wrotnej. W wątrobie i mięśniach glikogen jest magazynowany w rezerwie. W razie potrzeby glikogen jest mobilizowany z magazynu i przekształcany w glukozę, która przedostaje się do tkanek i jest przez nie wykorzystywana w procesie życiowym.

Glikogen wątrobowy jest węglowodanem rezerwowym, tj. magazynowanym w rezerwie. U osoby dorosłej jego ilość może sięgać 150-200 g. Tworzenie się glikogenu przy stosunkowo powolnym napływie glukozy do krwi następuje dość szybko, dlatego po wprowadzeniu niewielkiej ilości węglowodanów następuje wzrost poziomu glukozy we krwi (hiperglikemia). nie zaobserwowany. Jeśli do przewodu pokarmowego dostanie się duża ilość łatwo rozkładanych i szybko wchłanianych węglowodanów, poziom glukozy we krwi szybko wzrasta. Powstająca hiperglikemia nazywana jest hiperglikemią żywieniową, innymi słowy hiperglikemią pokarmową. Jej skutkiem jest cukromocz, czyli uwolnienie glukozy z moczem, które następuje, gdy poziom glukozy we krwi wzrośnie do 8,9-10,0 mmol/l (160-180 mg%).

Przy całkowitym braku węglowodanów w pożywieniu powstają one w organizmie z produktów rozkładu tłuszczów i białek.

Gdy poziom glukozy we krwi spada, glikogen ulega rozkładowi w wątrobie, a glukoza przedostaje się do krwi (mobilizacja glikogenu). Dzięki temu poziom glukozy we krwi pozostaje w miarę stały

Glikogen odkłada się także w mięśniach, gdzie stanowi około 1-2%. Ilość glikogenu w mięśniach wzrasta podczas obfitych posiłków i maleje podczas postu. Kiedy mięśnie pracują pod wpływem enzymu fosforylazy, który aktywowany jest na początku skurczu mięśnia, następuje wzmożony rozkład glikogenu, który jest jednym ze źródeł energii potrzebnej do skurczu mięśni. Intensywna aktywność mięśni spowalnia wchłanianie węglowodanów, natomiast lekka i krótka praca zwiększa wchłanianie glukozy.

Pobieranie glukozy przez różne narządy z napływającej krwi nie jest takie samo: mózg zatrzymuje 12% glukozy, jelita - 9%, mięśnie - 7%, nerki - 5% (E. S. London).

Rozkład węglowodanów w organizmie zwierząt następuje zarówno w sposób beztlenowy do kwasu mlekowego (glikoliza beztlenowa), jak i poprzez utlenianie produktów rozkładu węglowodanów do CO2 i H2O. Wzrost temperatury otoczenia do 35-40°C powoduje depresję, a spadek do 25°C nasila wchłanianie węglowodanów, co najwyraźniej wiąże się z pobudzeniem metabolizmu energetycznego węglowodanów.

Regulacja metabolizmu węglowodanów

Głównym parametrem regulującym gospodarkę węglowodanową jest utrzymanie poziomu glukozy we krwi w granicach 4,4–6,7 mmol/l. Zmiany poziomu glukozy we krwi są odbierane przez glukoreceptory, skupione głównie w wątrobie i naczyniach krwionośnych, a także przez komórki brzuszno-przyśrodkowego podwzgórza. Wykazano udział wielu części ośrodkowego układu nerwowego w regulacji metabolizmu węglowodanów.

Rola kory mózgowej w regulacji poziomu glukozy we krwi ilustruje rozwój hiperglikemii u uczniów podczas egzaminu, u sportowców przed ważnymi zawodami, a także podczas sugestii hipnotycznej. Centralnym ogniwem w regulacji metabolizmu węglowodanów i innych rodzajów metabolizmu oraz miejscem powstawania sygnałów kontrolujących poziom glukozy jest podwzgórze. Stąd wpływy regulacyjne są realizowane przez nerwy autonomiczne i szlak humoralny, w tym gruczoły dokrewne.

Insulina, hormon wytwarzany przez komórki beta tkanki wysp trzustkowych, ma wyraźny wpływ na metabolizm węglowodanów. Po podaniu insuliny poziom glukozy we krwi spada. Dzieje się tak za sprawą insuliny, która zwiększa syntezę glikogenu w wątrobie i mięśniach oraz zwiększa zużycie glukozy przez tkanki organizmu. Insulina jest jedynym hormonem obniżającym poziom glukozy we krwi, dlatego wraz ze zmniejszeniem wydzielania tego hormonu rozwija się uporczywa hiperglikemia, a następnie cukromocz (cukrzyca lub cukrzyca).

Wzrost poziomu glukozy we krwi następuje na skutek działania kilku hormonów. Jest to glukagon wytwarzany przez komórki alfa tkanki wysp trzustkowych; adrenalina – hormon rdzenia nadnerczy; glukokortykoidy – hormony kory nadnerczy; hormon wzrostu przysadki mózgowej; tyroksyna i trójjodotyronina są hormonami tarczycy. Ze względu na jednokierunkowość ich wpływu na metabolizm węglowodanów oraz funkcjonalny antagonizm w stosunku do działania insuliny, hormony te często łączone są z pojęciem „hormonów współwystępujących”.

Kontynuując prace nad udoskonaleniem naszego ciała poprzez zmianę podstaw naszego planu odżywiania, musimy wziąć pod uwagę wszystkie typy. A dzisiaj przyjrzymy się jednemu z najważniejszych elementów w żywieniu. Jak nasz organizm metabolizuje węglowodany i jak się prawidłowo odżywiać, aby przynosiło to korzyści Twoim celom i osiągnięciom sportowym, a nie odwrotnie?

Informacje ogólne

Regulacja metabolizmu węglowodanów to jedna z najbardziej złożonych struktur w naszym organizmie. Organizm wykorzystuje węglowodany jako główne źródło paliwa. Dostosowywany jest system, który pozwala spożywać węglowodany jako priorytetowe źródło pożywienia, przy maksymalnej efektywności energetycznej.

Nasz organizm zużywa energię wyłącznie z węglowodanów. I tylko wtedy, gdy nie ma wystarczającej ilości energii, dokona rekonfiguracji, czyli wykorzysta tkankę białkową jako źródło paliwa.

Etapy metabolizmu węglowodanów

Główne etapy metabolizmu węglowodanów dzielą się na 3 główne grupy:

1. Przekształcanie węglowodanów w energię.
2. Reakcja insulinowa.
3. Wykorzystanie energii i wydalanie produktów przemiany materii.

Pierwszym etapem jest fermentacja węglowodanów

W odróżnieniu od tkanki tłuszczowej, czyli produktów białkowych, przemiana i rozkład węglowodanów do prostych monosacharydów następuje już na etapie żucia. Pod wpływem śliny każdy złożony węglowodan przekształca się w najprostszą cząsteczkę dekstrozy.

Aby nie być bezpodstawnym, sugerujemy przeprowadzenie eksperymentu. Weź kawałek niesłodzonego chleba i zacznij go żuć przez długi czas. Na pewnym etapie poczujesz słodki smak. Oznacza to, że indeks glikemiczny pieczywa pod wpływem śliny wzrósł i stał się nawet wyższy niż indeks cukru. Ponadto wszystko, co nie zostało zmiażdżone, jest trawione w żołądku. W tym celu wykorzystuje się sok żołądkowy, który z różną szybkością rozkłada pewne struktury do poziomu glukozy prostej. Dekstroza trafia bezpośrednio do układu krążenia.

Drugi etap to dystrybucja otrzymanej energii w wątrobie

Prawie cała przychodząca żywność przechodzi przez etap infiltracji krwi w wątrobie. Dostają się do układu krążenia właśnie z komórek wątroby. Tam pod wpływem hormonów rozpoczyna się reakcja glukagonu i dozowanie nasycenia komórek transportowych w układzie krwionośnym węglowodanami.

Trzeci etap to przejście całego cukru do krwi

Wątroba jest w stanie przetworzyć w określonym czasie zaledwie 50-60 gramów czystej glukozy, cukier przedostaje się do krwi w niemal niezmienionej postaci. Następnie rozpoczyna krążenie po wszystkich narządach, napełniając je energią niezbędną do normalnego funkcjonowania. W warunkach dużego spożycia węglowodanów o wysokim indeksie glikemicznym zachodzą następujące zmiany:

• Komórki cukrowe zastępują komórki tlenowe. Zaczyna to powodować głód tlenu w tkankach i zmniejszoną aktywność.
• Przy pewnym nasyceniu krew gęstnieje. Utrudnia to mu poruszanie się po naczyniach, zwiększa obciążenie mięśnia sercowego, a w efekcie pogarsza funkcjonowanie organizmu jako całości.

Czwarty etap to reakcja na insulinę.

Jest to reakcja adaptacyjna naszego organizmu na nadmierne nasycenie cukrem krwi. Aby temu zapobiec, insulina zaczyna być wstrzykiwana do krwi od pewnego progu. Hormon ten jest głównym regulatorem poziomu cukru we krwi, a przy jego niedoborze u ludzi rozwija się cukrzyca.

Insulina wiąże komórki glukozy, przekształcając je w glikogen. - To kilka cząsteczek cukru połączonych ze sobą. Stanowią wewnętrzne źródło pożywienia dla wszystkich tkanek. W przeciwieństwie do cukru nie wiążą wody, dzięki czemu mogą się swobodnie poruszać, nie powodując niedotlenienia czy zagęszczenia krwi.

Aby zapobiec zatykaniu kanałów transportowych w organizmie przez glikogen, insulina otwiera strukturę komórkową tkanek wewnętrznych, a wszystkie węglowodany są całkowicie zamknięte w tych komórkach.

Do wiązania cząsteczek cukru w ​​glikogen wykorzystuje się wątrobę, której szybkość przetwarzania jest ograniczona. Jeżeli węglowodanów jest za dużo, włączana jest metoda konwersji zapasowej. Do krwi wstrzykiwane są alkaloidy, które wiążą węglowodany i przekształcają je w lipidy odkładające się pod skórą.

Etap piąty – recykling zgromadzonych zasobów

Sportowcy mają w organizmie specjalne magazyny glikogenu, które można wykorzystać jako źródło zapasowego „fast foodu”. Pod wpływem tlenu i zwiększonych obciążeń organizm może przeprowadzić tlenową glikolizę z komórek znajdujących się w magazynie glikogenu.

Wtórny rozkład węglowodanów zachodzi bez insuliny, gdyż organizm jest w stanie samodzielnie regulować poziom tego, ile cząsteczek glikogenu potrzebuje rozbić, aby uzyskać optymalną ilość energii.

Ostatnim etapem jest usunięcie produktów odpadowych

Ponieważ cukier zużyty przez organizm ulega reakcjom chemicznym z wydzieleniem energii cieplnej i mechanicznej, powstały produkt pozostaje produktem odpadowym, który swoim składem jest najbliższy czystemu węglu. Łączy się z innymi odpadami człowieka i wydalany jest z układu krążenia najpierw do przewodu pokarmowego, gdzie po całkowitym przekształceniu jest wydalany przez odbytnicę.

Różnice między metabolizmem glukozy i fruktozy

Metabolizm fruktozy, która ma inną budowę niż glukoza, przebiega nieco inaczej, dlatego należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• Fruktoza jest jedynym dostępnym źródłem szybkich węglowodanów dla osób cierpiących na cukrzycę.
• owoców jest niższa niż w jakimkolwiek innym produkcie. Przykładowo arbuz jest jednym z najsłodszych i największych owoców, a jego ładunek glikemiczny wynosi około 2. Oznacza to, że na kilogram arbuza przypada jedynie 20 gramów fruktozy. Aby osiągnąć optymalną dawkę, przy której zostanie on zamieniony w tkankę tłuszczową, należy zjeść około 2,5 kilograma tego słodkiego owocu.
• Fruktoza ma słodszy smak niż cukier, co oznacza, że ​​stosując słodziki na jej bazie, można w sumie spożywać mniej węglowodanów.

Przyjrzyjmy się teraz różnicom pomiędzy metabolizmem węglowodanów odpowiednio do fruktozy i glukozy.

Metabolizm glukozy	Metabolizm fruktozy
Część przychodzącego cukru jest wchłaniana w komórkach wątroby.	Praktycznie nie wchłaniany w wątrobie.
Aktywuje odpowiedź insulinową.	W procesie metabolizmu wydzielają się alkaloidy, które zatruwają organizm.
Aktywuje reakcję glukagonu.	Nie uczestniczą w przejściu źródeł pożywienia na cukier zewnętrzny.
Jest preferowanym źródłem energii organizmu.	Do tkanki tłuszczowej przedostają się bez udziału insuliny.
Bierze udział w tworzeniu komórek glikogenowych.	Nie mogą brać udziału w tworzeniu rezerw glikogenu ze względu na swoją bardziej złożoną budowę i kompletną postać monosacharydu.
Niska czułość i możliwość konwersji do trójglicerydów.	Z dużym prawdopodobieństwem zostanie przekształcony w tkankę tłuszczową przy stosunkowo niewielkim spożyciu.

Funkcje węglowodanów

Rozważając podstawy metabolizmu węglowodanów, wspomnimy o głównych funkcjach cukru w ​​naszym organizmie.

1. Funkcja energii. Węglowodany są preferowanym źródłem energii ze względu na swoją strukturę.
2. Funkcja otwierania. Węglowodany wyzwalają insulinę i mogą otwierać komórki bez ich niszczenia, aby umożliwić przedostanie się innych składników odżywczych. Właśnie dlatego odżywki na masę cieszą się większą popularnością w porównaniu do koktajli zawierających czyste białka.
3. Funkcja przechowywania. Organizm je wykorzystuje i przechowuje na wypadek nagłej, stresującej sytuacji. Nie potrzebuje białek transportowych, co oznacza, że ​​może znacznie szybciej utlenić cząsteczkę.
4. Poprawa funkcjonowania komórek mózgowych. Płyn mózgowy może działać tylko wtedy, gdy we krwi jest wystarczająca ilość cukru. Spróbuj zacząć uczyć się czegoś na pusty żołądek, a zdasz sobie sprawę, że wszystkie twoje myśli są zajęte jedzeniem, a wcale nie nauką czy rozwojem.

Konkluzja

Znając specyfikę metabolizmu i główne funkcje węglowodanów w naszym organizmie, trudno przecenić ich znaczenie. Aby skutecznie schudnąć lub zyskać masę mięśniową należy zachować prawidłowy bilans energetyczny. I pamiętaj, jeśli ograniczysz w swojej diecie węglowodany, organizm zacznie najpierw zjadać mięśnie, a nie złogi tłuszczu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, zapoznaj się z metabolizmem tłuszczów.

Metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka jest procesem delikatnym, ale istotnym. Bez glukozy organizm słabnie, a w ośrodkowym układzie nerwowym spadek jej poziomu powoduje halucynacje, zawroty głowy i utratę przytomności. Zaburzenia gospodarki węglowodanowej w organizmie człowieka ujawniają się niemal natychmiast, a długotrwałe zaburzenia poziomu glukozy we krwi powodują niebezpieczne patologie. W związku z tym konieczne jest, aby każda osoba mogła regulować stężenie węglowodanów.

Jak trawione są węglowodany?

Metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka polega na ich przemianie w energię niezbędną do życia. Dzieje się to w kilku etapach:

1. W pierwszym etapie węglowodany dostające się do organizmu człowieka zaczynają rozkładać się na proste sacharydy. Dzieje się to w jamie ustnej pod wpływem śliny.
2. W żołądku sok żołądkowy zaczyna wpływać na złożone sacharydy, które nie uległy rozkładowi w jamie ustnej. Rozkłada nawet laktozę na galatozę, która następnie przekształca się w niezbędną glukozę.
3. Glukoza wchłaniana jest do krwi przez ściany jelita cienkiego. Część z nich, nawet z pominięciem etapu gromadzenia się w wątrobie, zostaje natychmiast zamieniona w energię na całe życie.
4. Następnie procesy przenoszą się na poziom komórkowy. Glukoza zastępuje cząsteczki tlenu we krwi. Staje się to sygnałem dla trzustki, aby zaczęła wytwarzać i uwalniać do krwi insulinę – substancję niezbędną do dostarczania do komórek glikogenu, w który przekształcana jest glukoza. Oznacza to, że hormon pomaga organizmowi wchłaniać glukozę na poziomie molekularnym.
5. Glikogen jest syntetyzowany w wątrobie, to właśnie wątroba przetwarza węglowodany na niezbędną substancję i jest nawet w stanie wytworzyć niewielką ilość glikogenu.
6. Jeśli glukozy jest za dużo, wątroba przekształca je w proste tłuszcze, łącząc je w łańcuch z niezbędnymi kwasami. Takie łańcuchy, jeśli to konieczne, są zużywane przez organizm i przekształcane w energię. Jeżeli nie zostaną odebrane, przedostają się pod skórę w postaci tkanki tłuszczowej.
7. Glikogen dostarczany przez insulinę do komórek tkanki mięśniowej, gdy jest to konieczne, czyli przy niedoborze tlenu, czyli podczas aktywności fizycznej, wytwarza energię dla mięśni.

Regulacja metabolizmu węglowodanów

Poniżej można krótko opisać metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka. Wszystkie mechanizmy rozkładu, syntezy i wchłaniania węglowodanów, glukozy i glikogenu regulowane są przez różne enzymy i hormony. Jest to hormon somatotropowy, steroidowy i co najważniejsze insulina. To on pomaga glikogenowi pokonać błonę komórkową i przedostać się do komórki.

Nie sposób nie wspomnieć o adrenalinie, która reguluje całą kaskadę fosforolizy. Acetylo-CoA, kwasy tłuszczowe, enzymy i inne substancje biorą udział w regulacji procesów chemicznych wchłaniania węglowodanów. Niedobór lub nadmiar tego czy innego pierwiastka z pewnością spowoduje nieprawidłowe działanie całego systemu wchłaniania i przetwarzania węglowodanów.

Zaburzenia metabolizmu węglowodanów

Trudno przecenić znaczenie metabolizmu węglowodanów w organizmie człowieka, gdyż bez energii nie ma życia. A każde zakłócenie procesu wchłaniania węglowodanów, a co za tym idzie poziomu glukozy w organizmie, prowadzi do stanów zagrażających życiu. Dwa główne odchylenia: hipoglikemia - poziom glukozy jest krytycznie niski i hiperglikemia - przekroczone jest stężenie węglowodanów we krwi. Jedno i drugie jest niezwykle niebezpieczne, np. niski poziom glukozy od razu ma negatywny wpływ na funkcjonowanie mózgu.

Przyczyny odstępstw

Przyczyny odchyleń w regulacji poziomu glukozy mają różne przesłanki:

1. Choroba dziedziczna - galaktozemia. Objawy patologii: utrata masy ciała, choroba wątroby z zażółceniem skóry, opóźniony rozwój umysłowy i fizyczny, zaburzenia widzenia. Choroba ta często prowadzi do śmierci w pierwszym roku życia. To mówi wiele o znaczeniu metabolizmu węglowodanów w organizmie człowieka.
2. Innym przykładem choroby genetycznej jest nietolerancja fruktozy. Czynność nerek i wątroby pacjenta jest zaburzona.
3. Zespół złego wchłaniania. Choroba charakteryzuje się niemożnością wchłaniania monosacharydów przez błonę śluzową jelita cienkiego. Prowadzi do upośledzenia funkcji nerek i wątroby, pojawia się biegunka i wzdęcia. Na szczęście chorobę można leczyć, podając pacjentowi szereg niezbędnych enzymów, które zmniejszają charakterystyczną dla tej patologii nietolerancję laktozy.
4. Choroba Sandahoffa charakteryzuje się upośledzoną produkcją enzymów A i B.
5. Choroba Tay-Sachsa rozwija się w wyniku upośledzonej produkcji AN-acetyloheksozoaminidazy w organizmie.
6. Najbardziej znaną chorobą jest cukrzyca. W przypadku tej choroby glukoza nie dostaje się do komórek, ponieważ trzustka przestała wydzielać insulinę. Ten sam hormon, bez którego przenikanie glukozy do komórek jest niemożliwe.

Większość chorób, którym towarzyszy zaburzenie poziomu glukozy w organizmie, jest nieuleczalna. Lekarzom w najlepszym przypadku udaje się ustabilizować stan pacjentów, wprowadzając do ich organizmu brakujące enzymy lub hormony.

Zaburzenia gospodarki węglowodanowej u dzieci

Specyfika metabolizmu i odżywiania noworodków prowadzi do tego, że glikoliza w ich ciałach jest o 30% intensywniejsza niż u osoby dorosłej. Dlatego ważne jest ustalenie przyczyn zaburzeń gospodarki węglowodanowej u dziecka. W końcu pierwsze dni człowieka wypełnione są wydarzeniami wymagającymi dużej ilości energii: porodem, stresem, wzmożoną aktywnością fizyczną, spożywaniem pożywienia, oddychaniem tlenem. Poziom glikogenu normalizuje się dopiero po kilku dniach.

Oprócz chorób dziedzicznych związanych z przemianą materii, które mogą ujawnić się już od pierwszych dni życia, dziecko jest podatne na szereg schorzeń, które mogą prowadzić do celiakii. Na przykład rozstrój żołądka lub jelita cienkiego.

Aby zapobiec rozwojowi celiakii, w okresie rozwoju wewnątrzmacicznego dziecka bada się poziom glukozy we krwi dziecka. Dlatego przyszła mama musi przejść wszystkie badania zlecone przez lekarza i przejść badania instrumentalne w czasie ciąży.

Przywrócenie metabolizmu węglowodanów

Jak przywrócić metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka? Wszystko zależy od tego, w którą stronę przesunął się poziom glukozy.

Jeśli dana osoba ma hiperglikemię, przepisuje się jej dietę redukującą tłuszcz i węglowodany w diecie. Przeciwnie, w przypadku hipoglikemii, czyli niskiego poziomu glukozy, zaleca się spożywanie większej ilości węglowodanów i białek.

Należy rozumieć, że przywrócenie metabolizmu węglowodanów w organizmie człowieka jest dość trudne. Sama dieta zwykle nie wystarcza, często pacjent musi przejść kurację lekami: hormonami, enzymami i tak dalej. Na przykład w przypadku cukrzycy pacjent musi przez resztę życia otrzymywać zastrzyki z hormonu insuliny. Ponadto dawkowanie i schemat stosowania leku są przepisywane indywidualnie w zależności od stanu pacjenta. Rzeczywiście, ogólnie rzecz biorąc, leczenie ma na celu wyeliminowanie przyczyny zaburzeń metabolizmu węglowodanów w organizmie człowieka, a nie tylko jego chwilową normalizację.

Specjalna dieta i indeks glikemiczny

Na czym polega metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka wiedzą ci, którzy zmuszeni są żyć z przewlekłą, nieuleczalną chorobą charakteryzującą się obniżonym poziomem glukozy we krwi. Takie osoby dowiedziały się z własnego doświadczenia, jaki jest indeks glikemiczny. Jednostka ta określa ilość glukozy w danym produkcie.

Oprócz IG każdy lekarz lub pacjent z cukrzycą wie na pamięć, który produkt zawiera węglowodany i ile węglowodanów zawiera. Na podstawie tych wszystkich informacji sporządzany jest specjalny plan żywieniowy.

Oto na przykład kilka pozycji z diety takich osób (w przeliczeniu na 100 g):

1. Suchy - 15 IG, 3,4 g węglowodanów, 570 kcal.
2. Orzeszki ziemne - 20 IG, 9,9 g węglowodanów, 552 kcal.
3. Brokuły - 15 IG, 6,6 g węglowodanów, 34 kcal.
4. Grzyb biały – 10 IG, 1,1 g węglowodanów, 34 kcal.
5. Sałata - 10 IG, 2 g węglowodanów, 16 kcal.
6. Sałata - 10 IG, 2,9 g węglowodanów, 15 kcal.
7. Pomidory - 10 IG, 4,2 g węglowodanów, 19,9 kcal.
8. Bakłażan - 10 IG, 5,9 g węglowodanów, 25 kcal.
9. Papryka -10 IG, 6,7 g węglowodanów, 29 kcal.

Ta lista zawiera żywność o niskim IG. Przy cukrzycy można bezpiecznie spożywać żywność zawierającą składniki, których IG nie przekracza 40, maksymalnie 50. Reszta jest surowo zabroniona.

Co się stanie, jeśli sam będziesz regulować metabolizm węglowodanów?

Jest jeszcze jeden aspekt, o którym nie należy zapominać w procesie regulacji metabolizmu węglowodanów. Organizm musi otrzymać energię przeznaczoną do życia. A jeśli jedzenie nie dostanie się do organizmu na czas, zacznie rozkładać komórki tłuszczowe, a następnie komórki mięśniowe. Oznacza to, że nastąpi fizyczne wyczerpanie organizmu.

Zamiłowanie do monodiet, wegetarianizmu, frutarianizmu i innych eksperymentalnych metod żywienia mających na celu regulację metabolizmu prowadzi nie tylko do złego stanu zdrowia, ale do zakłócenia funkcji życiowych organizmu oraz zniszczenia narządów i struktur wewnętrznych. Tylko specjalista może opracować dietę i przepisać leki. Każde samoleczenie prowadzi do pogorszenia stanu, a nawet śmierci.

Wniosek

Metabolizm węglowodanów odgrywa w organizmie niezwykle ważną rolę, a jego zakłócenie powoduje zaburzenia w wielu układach i narządach. Ważne jest utrzymanie normalnej ilości węglowodanów dostarczanych do organizmu.