Важность углеводов
Биологическое значение углеводов. Углеводы имеют энергетическое и структурное значение в организме человека и животных. Калорийность 1 г углеводов составляет 17,18 ккал. Углеводы (в форме глюкозы крови) являются непосредственным источником энергии практически для всех клеток организма. Большую роль играют также углеводы как легкомобилизуемые резервные энергетические вещества, которые при необходимости обеспечивают постоянный уровень питания тканей даже при длительном перерыве в приеме пищи. Гликоген служит запасным углеводом в организме человека и животных. Однако при пищевом дефиците энергетические потребности организма легко компенсируются за счет белков и жиров.
Углеводы являются важными строительными блоками. Они входят в состав цитоплазмы и субклеточных структур, а также биологических жидкостей, нуклеиновых кислот и мукополисахаридов, участвуют в формировании костей, хрящей и соединительной ткани, необходимы для детоксикации токсических веществ в печени и иммунологической защиты тело. Суточная потребность в углеводах для взрослого человека составляет 500 г. Основная часть поступивших с пищей углеводов (около 70%) окисляется в тканях до СО2 и воды, тем самым удовлетворяя большую часть энергетических потребностей организма, 20-25% превращается в жир, а 2-5% синтезируется в жиры. запас гликогена в организме. Основным углеводом в крови и других внеклеточных жидкостях является глюкоза. Глюкоза в артериальной крови от 70-80 до 120мг%. Кроме глюкозы в крови есть и другие углеводы, например, гликоген, который находится преимущественно в лейкоцитах и является для них источником энергии, мукополисахариды, например антикоагулянт гепарин.
Благодаря поглощению сахара тканями количество сахара в венозной крови относительно невелико, за исключением печеночной вены, по которой печень экспортирует глюкозу в циркулирующую кровь. Артериальная разница зависит от уровня функциональной активности органа. Во время активной деятельности увеличивается всасывание глюкозы и, следовательно, артериовенозная разница. Углеводы поступают с пищей в виде полисахаридов, дисахаридов и моносахаридов. В ходе ферментативных процессов в пищеварительном тракте сложные углеводы расщепляются до моносахаридов, преимущественно гексоз — глюкозы, фруктозы, галактозы, а некоторые питательные вещества — до пентоз — рибозы и дезоксирибозы, и всасываются кишечным эпителием селезенки путем фосфорилирования, и кровеносного сосуда селезенки через эндотелий, затем путем фосфорилирования, благодаря которому свободные моносахариды переходят в кровяное русло.
Скорость всасывания варьируется в зависимости от скорости фосфорилирования и дефосфорилирования. Если принять абсорбцию за 100, то глюкоза усваивается за 110, фруктоза за 43, манноза за 19. Пентозы 9-15 усваиваются с наименьшей скоростью. После всасывания моносахариды с током крови попадают в мозг, печень, мышцы, почки и другие органы, где подвергаются различным превращениям. Запасной углевод гликоген синтезируется из глюкозы в печени. Этот процесс называется гликогенезом. При необходимости гликоген снова расщепляется до глюкозы и выводится из печени в общий кровоток. В печени часть глюкозы окисляется и высвобождается в энергию. Из глюкозы в печени могут синтезироваться неуглеводные вещества, жиры, белки и вещества специального назначения, например глюкуроновая кислота, необходимая для осуществления дезинтоксикационных функций печени. Глюконеогенез осуществляется также в печени, где из продуктов распада жиров и белков неуглеводных веществ синтезируются углеводы. Экспорт или поглощение глюкозы печенью зависит от уровня сахара в крови, которым она питается. При высоких концентрациях глюкозы в крови печень поглощает глюкозу и синтезирует гликоген, а при низких концентрациях глюкоза экспортируется из печени в кровь, где осуществляется гомеостатическая функция печени.
В мышцах Из крови также всасывается глюкоза и синтезируется гликоген, который обеспечивает сокращение мышц энергией при расщеплении, но из-за отсутствия в мышцах фермента гексозофосфатазы, при распаде гликогена глюкоза там не образуется, а гликоген расщепляется на молочную кислоту и пиролмолочную кислоту, из которых гликоген снова синтезируется в мышцах и частично переходит в кровь. В норме количество молочной кислоты в крови составляет 12-19 мг%, а при интенсивной мышечной работе может увеличиваться в 15-20 раз. Молочная кислота поглощается клетками печени, где из них синтезируется гликоген. Таким образом, печень поставляет глюкозу, которая усваивается мышцами для синтеза мышечного гликогена, а мышцы, расщепляя гликоген до молочной кислоты, снабжают печень сырьем для синтеза гликогена. Поставка глюкозы в головной мозг имеет особое значение. Клетки мозга не имеют запасов углеводов, единственным источником энергии для них является глюкоза крови, поэтому для полноценной деятельности клетки мозга должны постоянно получать глюкозу. Вот почему при снижении уровня глюкозы в крови в первую очередь страдает функция мозга. Около 69% глюкозы, вырабатываемой печенью, усваивается мозгом, где большая ее часть окисляется и частично превращается в молочную кислоту. Почки также участвуют в поддержании уровня глюкозы в крови. Когда количество глюкозы в крови превышает 180 мг%, избыток глюкозы частично выводится из организма с мочой. В состоянии относительного покоя количество глюкозы в крови здорового человека составляет 4,5-5,5 ммоль/л (от 80 до 120 мг%).
глюкозы повышение уровня от 5,5 ммоль/л называется гипергликемией (гипергликемией), снижение от 4,5 ммоль/л называется гипогликемией (гипогликемией). Регуляция углеводного обмена направлена на поддержание постоянного уровня глюкозы в крови. В основе лежит саморегуляция. Это означает, что более или менее выраженные сдвиги концентрации глюкозы от нормальных пределов активируют механизмы, возвращающие этот показатель в норму. Во-первых, изменение количества глюкозы воспринимается соответствующими рецепторами, расположенными в вентромедиальных и вентральных ядрах гипоталамуса, а также в сосудах и печени, от которых раздражитель сообщается в гипоталамус. В гипоталамусе формируется поведение добывания пищи по требованию, стимулируется соответствующий отдел вегетативной нервной системы (центр голода), стимулируется продукция гормонов, регулирующих сахарный обмен. Среди гормонов, регулирующих сахар, инсулин является единственным гормоном, который снижает уровень сахара в крови, остальные повышают состав сахара в крови и называются антиинсулиновыми гормонами. К ним относятся глюкагон, норадреналин, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропин, тироксин.
