Углеводы

Углеводы представляют собой органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода, и являются важными компонентами пищи, предназначенными для энергетического снабжения организма.

Углеводный обмен тесно связан с обменом жиров. Доказательством важной роли сахаров в нормальном течении обменных процессов является то, что достаточное обеспечение организма человека углеводами способствует полному окислению жиров («жиры сгорают в пламени углеводов»). Установлено, что при высоких энергозатратах, не компенсирующихся поступлением углеводов с пищей, сахар в организме образуется из жира. В связи с ограниченной способностью углеводов запасаться в организме их избыточное количество превращается в жир и накапливается в соответствующих депо. В связи с изменением образа жизни и характера трудовой деятельности современного человека сегодня становится чрезмерной приемлемая в прошлом норма потребления углеводов. Это приводит к повышенному жирообразованию, то есть к избыточной массе тела. Следует помнить о том, что обмен углеводов тесно связан и с обменом белка. Доказано, что достаточное поступление углеводов с пищей и их легкая усвояемость обеспечивают минимальное расходование белка (белоксохраняющее действие), в то время как дефицит углеводов в организме приводит к усиленному расходу протеинов с развитием белково-энергетической недостаточности.

Для человека основным источником углеводов являются зерновые продукты, так как содержание этого нутриента в них превышает 75% сухого вещества. Роль животных продуктов в обеспечении организма человека углеводами незначительна. Содержание гликогена в печени и мясе невелико, а лактоза (молочный сахар) в количестве около 5% имеется только в молоке.

С учетом химической структуры, скорости усвоения и использования в организме человека, углеводы пищевых продуктов подразделяют на простые и сложные. К простым углеводам относятся: моносахариды (глюкоза, фруктоза, ксилоза, арабиноза), дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза), трисахарид (раффиноза) и тетрасахарид (стахиоза). Моносахариды и дисахариды, в отличие от полисахаридов, имеют сладкий вкус (особенно фруктоза, глюкоза, сахароза) и растворимы в воде. После попадания в организм они быстро поступают в кровь и окисляются с выделением энергии. Сложными сахарами (полисахаридами) являются крахмал, гликоген, целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны и декстрины. Организмом они используются гораздо медленнее, чем простые.

Углеводы можно также разделить на рафинированные и нерафинированные (защищенные). Рафинированными углеводами называют сахара, освобожденные в процессе очистки от сопутствующих примесей. Продукты на основе рафинированных углеводов легко усваиваются, что создает предпосылки к нарушению холестеринового и жирового обменов с формированием избыточного веса индивида. Источниками таких углеводов являются свекловичный и тростниковый сахар, все виды кондитерских и изделий из высших сортов пшеничной муки, концентраты и смеси, изделия из зерновых. Защищенные углеводы преимущественно в виде крахмала содержатся в растительных продуктах. Сопутствующая клетчатка (не менее 0,4%) защищает крахмал от быстрого воздействия пищеварительных ферментов, создает условия для его постепенного переваривания, замедляя процесс образования жира.

С точки зрения усвояемости в человеческом организме углеводы делят на две группы – усвояемые в пищеварительном тракте и неусвояемые. Усвояемость зависит от наличия в желудочно-кишечном тракте определённых ферментов.

К группе усвояемых относятся глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, крахмал и другие сахара. Они способствуют поддержанию постоянного уровня глюкозы в крови. При достаточном обеспечении организма человека углеводами глюкоза откладывается в виде гликогена (животного крахмала) преимущественно в клетках печени и мышц. Являясь резервным источником углеводов, гликоген по мере необходимости расщепляется и обеспечивает организм глюкозой. Кроме того, он способствует нормальному функционированию печени.

Легче всего элиминируются фруктоза, глюкоза и сахароза. Фруктоза в большом количестве содержится в мёде (37%), винограде (7,5%), грушах и яблоках (5-6%), арбузе, малине, крыжовнике, чёрной смородине (4%). В отличие от глюкозы она больше задерживается в печени и меньше поступает в кровь. Смесь глюкозы и фруктозы содержится в мёде (75%) и винограде (16%).

Другим простым сахаром, также неплохо усваивающимся в организме, является лактоза (молочный сахар). Её много в грудном (7,7%) и коровьем (4,8%) молоке. Однако у большого числа людей (около 30%) в желудочно-кишечном тракте отсутствует фермент лактаза, расщепляющий лактозу. В неспособном утилизировать лактозу организме она превращается в питательную среду, благоприятную для развития патогенной микрофлоры кишечника, что обычно сопровождается метеоризмом (повышенным газообразованием). Такой человек не усваивает пастеризованное и свежее молоко, употребление же им кисломолочных продуктов не вызывает отрицательных последствий.

У небольшого числа людей (1%) отсутствует фермент, расщепляющий рафинозу и стахиозу.

Среди усвояемых полисахаридов наиболее важное значение придается крахмалу, в большом количестве содержащемуся в крупяных и макаронных изделиях (55-70%), бобовых (40-45%), хлебобулочных изделиях (30-40%), картофеле (16%). Лучше всего он усваивается из продуктов растительного происхождения, имеющих более нежные оболочки (каши из манной, рисовой круп и др.), нежели грубые (чечевица, горох, фасоль и др.). С целью оптимизации усвояемости крахмала проводится предварительная кулинарная обработки продуктов, способствующая размягчению и разрушению клеточных оболочек (варка, измельчение и т. д.).

Неусвояемыми углеводами являются целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, камеди. Именно они составляют основу клеточных стенок растений. Целлюлозу и сходные с ней сахара называют клетчаткой. Несмотря на то, что клетчатка практически не усваивается в тонком кишечнике, значение ее для человека велико. Доказано, что она:

? препятствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и рака кишечника;

? создаёт нормальные условия для продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту;

? регулирует деятельность облигатной микрофлоры кишечника;

? способствует выведению из организма холестерина;

? снижает аппетит, создавая чувство насыщения.

Расщепление углеводов (в основном клетчатки) бактериями в кишечнике способствует образованию кислых продуктов, противодействующих гнилостным процессам, связанным с употреблением белков. Следует помнить, что при употреблении большого количества клетчатки могут возникать такие негативные явления как снижение до 15% усвояемости пищи, ускорение её прохождения через желудочно-кишечный тракт и возникновение диареи. Обычно эти явления наблюдаются летом при беспорядочном употреблении свежих фруктов и ягод. Клетчаткой богаты хлеб из муки грубого помола, капуста, брюква, редиска, редька, свекла, бобовые, отруби, пшеничная и овсяная крупы.

Увеличение заболеваемости раком толстого кишечника, отмечающееся в последнее время, связывают с недостатком клетчатки в пище. Такие пищевые продукты медленно продвигаются по желудочно-кишечному тракту, а каловые массы накапливаются в толстом кишечнике. Возникновение копростаза способствует реабсорбции (всасыванию в кровь) обладающих канцерогенной активностью токсических веществ. Доказано, что наиболее эффективным средством борьбы с запорами является употребление в пищу богатых клетчаткой продуктов (сырая морковь, капуста, свекла, яблоки).

Другим неусвояемым сахаром является пектин, представляющий собой студнеобразную массу. Обволакивая слизистую оболочку кишок, пектиновые вещества защищают ее от механических и химических раздражителей. Патогенная и гнилостная микробная флора, вредные для организма химические вещества (свинец, мышьяк и др.) связываются пектином и выводятся через желудочно-кишечный тракт. Подобно клетчатке, это вещество способствует удалению холестерина из организма.

Пектиновые вещества (протопектин, пектин, пектиновые кислоты) содержатся во всех овощах и фруктах, но больше всего в яблоках (1%, а в кожице – 1,5%), кожуре цитрусовых (30%), сливе (0,9%), свекле (1,1%). Из ягод больше всего пектина в чёрной смородине и крыжовнике. Превращению нерастворимого протопектина в растворимый пектин способствует нагревание (варка), а препятствуют натрия хлорид и жесткая вода.

Всасываются сахара преимущественно в тонком кишечнике в виде моносахаридов. Сложные углеводы расщепляются до моносахаридов под воздействием соответствующих ферментов, содержащихся в слюне, панкреатическом соке и тонком кишечнике. Исключением являются пектиновые вещества и клетчатка, не гидролизующиеся пищеварительными ферментами, в незначительной степени расщепляющиеся в нижних отделах подвздошной и толстой кишок под влиянием кишечной микрофлоры. Пектиновые вещества и клетчатка практически не усваиваются организмом человека, в значительной мере формируют каловые массы.

Клетчатку с пектином ещё называют балластными веществами или пищевыми волокнами.

В целом следует отметить, что высокие вкусовые качества, хорошая усвояемость и простота использования позволяют широко применять углеводы в обычном питании. Основное количество (2/3) этого пищевого вещества должно поступать в организм в виде крахмала, так как он переваривается и усваивается постепенно. Треть суточной потребности организма в сахарах должна покрываться легкоусвояемыми формами. Они чрезвычайно необходимы при кратковременных значительных энергозатратах, а в пищевом рационе лиц пожилого возраста с уменьшением энергозатрат и снижением толерантности организма к углеводам простые сахара должны ограничиваться .

Избыточное употребление углеводов является причиной перенапряжения инсулярного аппарата и нарушения обмена веществ. В организме увеличивается синтез холестерина, избыток углеводов превращается в жир, развиваются ожирение, атеросклероз и другие заболевания. На фоне приема больших количеств легкоусвояемых углеводов развивается кратковременная гипергликемия с появлением глюкозы в моче (алиментарная гликозурия). Неконтролируемое употребление клетчатки стимулирует бродильные процессы в кишечнике, затрудняя тем самым переваривание белков и жиров.

Резко выраженный дефицит углеводов в питании может привести к гипогликемии, сопровождающейся усилением расхода белков, образованием недоокисленных продуктов жирового обмена (кетоновые тела) и развитием ацидоза. При недостаточном употреблении клетчатки может развиться запор. В случае полного отсутствия углеводов в пище углеводы могут синтезироваться из жиров и белков. Этот процесс именуется гликонеогенезом.