В каких органах и тканях углеводы сосредоточены: Углеводы в клиническом питании Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

что это такое и где содержится, функции, свойства и формула гликогена

Спортивные достижения зависят от ряда факторов: построения циклов в тренировочном процессе, восстановления и отдыха, питания и так далее. Если рассматривать детально последний пункт, то отдельного внимания заслуживает гликоген. Каждый спортсмен должен знать о его влиянии на организм и продуктивность тренировки. Тема кажется сложной? Давайте разбираться вместе!

Источники энергии для организма человека – это белок, углевод и жиры. Когда речь заходит об углеводах, то это вызывает опасения, особенно среди худеющих и атлетов на сушке. Связано это с тем, что избыточное употребление макроэлемента приводит к набору лишнего веса. Но действительно ли все так плохо?

В статье мы рассмотрим:

• что такое гликоген и его влияние на организм и тренировки;
• места накопления и способы пополнения запасов;
• влияние гликогена на набор мышечной массы и жиросжигание.

Что такое гликоген

Гликоген — это вид сложных углеводов, полисахарид, в составе содержится несколько молекул глюкозы.

Грубо говоря, это нейтрализованный сахар в чистом виде, не попадающий в кровь до возникновения потребности. Процесс работает в обе стороны:

• после приема пищи глюкоза попадает в кровь, а излишки запасаются в виде гликогена;
• во время физической нагрузки уровень глюкозы падает, организм начинает расщеплять гликоген при помощи ферментов, возвращая уровень глюкозы в норму.

Полисахарид путают с гормоном глюкогеном, который вырабатывается в поджелудочной железе и вместе с инсулином поддерживает концентрацию глюкозы в крови.

Где хранятся запасы

Запасы мельчайших гранул гликогена сосредоточены в мышцах и в печени. Объем варьируется в пределах 300-400 граммов в зависимости от физической подготовки человека. 100-120 г накапливается в клетках печени, удовлетворяя потребность человека в получении энергии для повседневной деятельности, частично используется во время тренировочного процесса.

Остальной запас приходится на мышечную ткань, максимум – 1% от общей массы.

Биохимические свойства

Вещество открыто французским физиологом Бернаром 160 лет назад при изучении клеток печени, где нашлись «запасные» углеводы.

«Запасные» углеводы концентрируются в цитоплазме клеток, и во время недостатка глюкозы происходит высвобождение гликогена с дальнейшим попаданием в кровь. Трансформация в глюкозу для удовлетворения потребностей организма происходит только с полисахаридом, который находится в печени (гипатоцид). У взрослого запас равен 100-120 г – 5% от общей массы. Пик концентрации гипатоцида наступает спустя полтора часа после приема насыщенной углеводами пищи (мучные изделия, десерты, продукты с высоким содержанием крахмала).

Полисахарид в мышцах занимает не более 1-2% от массы ткани. Мышцы занимают большую площадь в человеческом теле, поэтому запасы гликогена выше, чем в печени. Небольшое количество углевода присутствуют в почках, мозговых глиальных клетках, белых кровяных тельцах (лейкоцитах). Концентрация гликогена у взрослого составляет 500 граммов.

Интересный факт: «запасной» сахарид найден у дрожжевых грибов, некоторых растений и в бактериях.

Функции гликогена

Два источника резервов энергии играют свою роль в жизнедеятельности организма.

Запасы в печени

Вещество, которое находится в печени, поставляет в организм необходимое количество глюкозы, отвечая за постоянство уровня сахара в крови. Повышенная активность между приемами пищи снижает содержание глюкозы в плазме, и гликоген из клеток печени расщепляется, попадая в кровоток и выравнивая уровень глюкозы.

Но основная функция печени – не преобразование глюкозы в энергетические запасы, а защита организма и фильтрация. На самом деле печень дает отрицательную реакцию на скачки сахара в крови, физические нагрузки и жирные насыщенные кислоты. Эти факторы приводят к разрушению клеток, но в дальнейшем происходит регенерация. Злоупотребление сладкой и жирной пищей в комплексе с систематическими интенсивными тренировками повышает риск нарушения обмена веществ печени и работы поджелудочной железы.

Организм способен подстраиваться под новые условия, предпринимая попытку снизить затраты энергии. Печень перерабатывает за раз не больше 100 г глюкозы, а систематическое поступление сахара сверх нормы вынуждает восстановленные клетки превращать его сразу в жирные кислоты, игнорируя этап гликогена – это так называемое «жировое перерождение печени», приводящее к гепатиту в случае с полным перерождением.

Частичное перерождение считается нормальным для тяжелоатлетов: значение печени в синтезировании гликогена меняется, замедляя обмен веществ, количество жировой ткани увеличивается.

В мышечной ткани

Запасы в мышечной ткани поддерживают работу опорно-двигательного аппарата. Не стоит забывать, что сердце тоже является мышцей с запасом гликогена. Это объясняет развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с анорексией и после длительного голодания.

Напрашивается вопрос: «Почему употребление углеводов чревато лишними килограммами, когда излишки глюкозы откладываются в виде гликогена?». Ответ прост: у гликогена тоже есть границы резера. Если уровень физической активности низкий, то энергия не успевает израсходоваться, и глюкоза накапливается в виде подкожного жира.

Еще одна функция гликогена – катаболизм сложных углеводов и участие в обменных процессах.

Потребность организма в гликогене

Истощенные запасы гликогена подлежат восстановлению. Высокий уровень физической активности может привести к полному опустошению запасов в мышцах и печени, а это снижает качество жизни и работоспособность. Долгий срок поддержания безуглеводной диеты сводит показатели гликогена в двух источниках к нулю. Во время интенсивной силовой тренировки мышечные резервы истощаются.

Минимальная доза гликогена в сутки – 100 г, но показатели увеличиваются в случае:

• напряженной умственной работы;
• выход из «голодной» диеты;
• высокоинтенсивной физической нагрузки;

В случае дисфункции печени и недостатков ферментов нужно аккуратно выбирать пищу, богатую гликогеном. Высокое содержание глюкозы в диете подразумевает снижение употребления полисахарида.

Запасы гликогена и тренировки

Гликоген – основной энергоноситель, напрямую влияет на тренировки атлетов:

• интенсивные нагрузки способны истощить запасы на 80%;
• после тренировки организм нуждается в восстановлении, как правило, предпочтение отдается быстрым углеводам;
• под нагрузкой происходит наполнение мышц кровью, что увеличивает гликогеновое депо за счет роста размера клеток, которые могут его запасать;
• поступление гликогена в кровь происходит до тех пока, пока пульс не превысит 80% от максимального ЧСС. Недостаточное количество кислорода вызывает окисление жирных кислот – принцип эффективной сушки в момент подготовки к соревнованиям;
• полисахарид не влияет на силовые показатели, лишь на выносливость.

Взаимосвязь очевидна: многоповторные упражнения больше истощают запасы, что ведет к увеличению гликогена и количества итоговых повторений.

Влияние гликогена на вес тела

Как было сказано выше, общее количество запасов полисахарида составляет 400 г. Каждый грамм глюкозы связывает 4 грамма воды, значит, 400 г сложного углевода составляет 2 килограмма водного раствора гликогена. Во время тренировок организм тратит запасы энергии, теряя жидкость в 4 раза больше – это объясняется потоотделение.

Сюда же отнесится результативность экспресс-диет для похудения: безуглеводный рацион питания приводит к интенсивному расходу гликогена, а заодно жидкости. 1 л воды = 1 кг веса. Но вернувшись к рациону с привычным содержанием калорий и углеводов, запасы восстанавливаются вместе с потерянной на диете жидкостью. Это объясняет кратковременность эффекта быстрой потери веса.

Похудеть без негативных последствий для здоровья и возвращения потерянных килограммов поможет правильный подсчет суточной потребности в калориях и физические нагрузки, способствующие расходу гликогена.

Дефицит и излишек — как определить?

Избыток гликогена сопровождается сгущением крови, сбоем работы печени и кишечника, набором лишнего веса.

Дефицит полисахарида приводят к расстройствам психоэмоционального состояния – развивается депрессия, апатия. Снижается концентрация внимания, иммунитет, наблюдается потеря мышечной массы.

Недостаток энергии в организме снижает жизненный тонус, сказывается на качестве и красоте кожи и волос. Пропадает мотивация тренироваться и в принципе выходить из дома. Как только вы заметили подобные симптомы, необходимо позаботиться о восполнении гликогена в организме с помощью читмила или корректировки плана питания.

Какое количество гликогена находится в мышцах

Из 400 г гликогена 280-300 г запасается в мышцах и расходуется во время тренировок. Под воздействием физической нагрузки усталость возникает из-за истощения запасов. В связи с этим за полтора-два часа до начала тренинга рекомендуется употребить продукты с большим содержанием углеводов с целью пополнения резервов.

Гликогеновое депо человека изначально минимальное и обусловлено только двигательными потребностями.

Запасы увеличиваются уже спустя 3-4 месяца систематических интенсивных тренировок с высоким объемом нагрузки благодаря насыщению мышц кровью и принципу суперкомпенсации. Это приводит к:

• увеличению выносливости;
• росту мышечной массы;
• изменению веса в процессе тренировки.

Специфика гликогена заключается в невозможности влияния на силовые показатели, а для увеличения гликогенового депо необходимы многоповторные тренировки. Если рассматривать с точки зрения паурлифтинга, то представители этого вида спорта не обладают серьезными запасами полисахарида ввиду специфики тренировок.

Когда вы ощущаете бодрость на тренировках, хорошее настроение, а мышцы выглядят наполненными и объемными – это верные признаки достаточного запаса энергии из углеводов в мышечных тканях.

Зависимость жиросжигания от гликогена

Час силовой или кардио нагрузки требует 100-150 г гликогена. Как только запасы заканчиваются, начинается разрушение мышечного волокна, а затем жировой ткани, чтобы организм получил энергию.

Для избавления от лишних килограммов и жировых отложений в проблемных местах во время сушки оптимальным временем тренинга будет длительный интервал между последним приемом пищи – натощак с утра, когда запасы гликогена истощены. Для сохранения мышечной массы во время «голодной» тренировки рекомендуется употребить порцию BCAA.

Как гликоген влияет на наращивание мышечной массы

Положительный результат в увеличении количества мышечной массы тесно связан с достаточным объемом гликогена на физические нагрузки и на восстановление запасов после. Это обязательное условие и в случае пренебрежения можно забыть о достижении поставленной цели.

Тем не менее, не следует устраивать углеводную загрузку незадолго до похода в тренажерный зал. Интервалы между едой и силовыми тренировками следует постепенно увеличивать – это учит организм разумно распоряжаться запасами энергии. На этом принципе построена система интервального голодания, которая позволяет набирать качественную массу без лишнего жира.

Как пополнить гликоген

Запасы глюкозы из печени и мышц являются конечным продуктом расщепления сложных углеводов, которые распадаются до простых веществ. Глюкоза, поступающая в кровь, преобразуется в гликоген. На уровень образования полисахарида влияют несколько показателей.

Что влияет на уровень гликогена

Гликогеновое депо можно увеличить с помощью тренировок, но на количество гликогена влияет и регуляция инсулина и глюкагона, происходящая при употреблении конкретного вида пищи:

• быстрые углеводы оперативно насыщают организм, а излишки превращаются в жировые отложения;
• медленные углеводы преобразуются в энергию, пропуская цепочки гликогена.

Для определения степени распределения употребленной пищи рекомендуется руководствоваться рядом факторов:

• Гликемический индекс продуктов – высокий показатель провоцирует скачок сахара, который организм пытается сразу запасти в виде жира. Низкие показатели плавно повышают глюкозу, полностью расщепляя ее. Лишь средний диапазон (30 – 60) приводит к преобразованию сахара в гликоген.
• Гликемическая нагрузка – низкий показатель дает больше возможностей конвертации углеводов в гликоген.
• Вид углеводов – важна легкость расщепления углеводного соединения до простых моносахаридов. Мальтодекстрин имеет высокий гликемический индекс, но шанс переработки в гликоген велик. Сложный углевод минует пищеварение и попадает сразу в печень, обеспечивая успешность превращения в гликоген.
• Порция углеводов – когда питание сбалансировано по КБЖУ в контексте диеты и одного приема пищи, то риск набрать лишний вес сведен к минимуму.

Синтезирование

Для синтезирования энергетических запасов организм первоначально расходует углеводы в стратегических целях, а остатки сохраняет для экстренных случаев. Дефицит полисахарида приводит к расщеплению до уровня глюкозы.

Регулируется синтез гликогена гормонами и нервной системой. Запускает механизм расходования запасов из мышц гормон адреналин, из печени – глюкагон (в случае голода вырабатывается в поджелудочной железе). «Запасным» углеводом руководит инсулин. Весь процесс проходит в несколько этапов только во время приема пищи.

Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, в частности в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активизирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). За синтезирование «запасного» углевода отвечает гормон инсулин. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время приема пищи.

Восполнение гликогена после тренировки

После тренировки глюкоза легче усваивается и проникает в клетки, увеличивается активность гликогенсинтазы, которая является основным ферментом продвижения и хранения гликогена. Вывод: съеденные через 15-30 минут после тренировки углеводы ускорят восстановление гликогена. Если отсрочить прием на два часа, то скорость синтеза упадет до 50%. Добавление к приему белка в том числе способствует ускорению процессов восстановления.

Этот феномен называют «белково-углеводным окном». Важно: ускорить синтез белка после тренинга можно при условии, что физическая нагрузка была проведена после продолжительного отсутствия белка в употребленной пище (5 часов вместе с тренировкой) или натощак. Другие случаи никак не повлияют на процесс.

Гликоген в продуктах питания

Ученые утверждают, что для полноценного накопления гликогена необходимо получать 60% калорий из углеводов.

Макроэлемент отличается неоднородной возможностью преобразования в гликоген и жирные полиненасыщенные кислоты. Итоговый результат зависит от количества выделенной глюкозы при расщеплении пищи. В таблице указано процентное соотношение, в каких продуктах выше шанс конвертации поступающей энергии в гликоген.

Гликогеноз и другие нарушения

В некоторых случаях распада гликогена не происходит, вещество накапливается в тканях и клетках всех органов. Феномен встречается при генетических нарушениях – дисфункция ферментов, расщепляющих вещества. Патология называется гликогенезом, относится к аутосомно-рецессивным расстройствам. Клиническая картина описывает 12 типов заболевания, но половина из них остается слабо изучеными.

В число гликогеновых заболеваний входит агликогенез – отсутствие фермента, который отвечает за синтез гликогена. Симптоматика: судороги, гипогликемия. Диагностируется с помощью биопсии печени.

Запасы гликогена из мышц и печени крайне важны для спортсменов, увеличение гликогенового депо – это необходимость и профилактика ожирения. Тренировка энергетических систем помогает в достижении спортивных результатов и поставленных целей, увеличивая запасы суточной энергии. Вы забудете об усталости и будете оставаться в тонусе долгое время. Подходите к тренировкам и питанию с умом!

Упрощенное строение пищеварительного тракта | Tervisliku toitumise informatsioon

В процессе переваривания содержащиеся в пище пищевые макроэлементы (белки, жиры, углеводы) расщепляются на более мелкие компоненты, которые всасываются в кровь или лимфу.

Нормальное питание, следующее за ним переваривание и всасывание питательных веществ жизненно необходимы для поддержания обмена веществ в организме человека.

Ротовая полость

Ротовая полость – начальный отдел пищеварительной системы, стенками которого являются губы, щеки, верхнее и нижнее нёбо. В ротовой полости с помощью клыков и резцов происходит механическое измельчение пищи в как можно более мелкодисперсную массу.

Строение наших зубов позволяет нам измельчать пищу как растительного, так и животного происхождения. Здоровье зубов имеет важное значение для пищеварения, поэтому их нормальное развитие и гигиена полости рта способствуют поддержанию нашего здоровья.

В ротовую полость выходят различные слюнные железы, которые производят большое количество разжижающей пищу слюны. Пища перемешивается со слюной, и начинается частичное, незначительное переваривание некоторых питательных веществ. Чем больше измельчена проглатываемая пищевая масса, тем легче организму пищу переварить, поэтому пережевывать еду следует тщательно, сосредоточенно и как можно дольше.

Глотка

Глотка представляет собой примерно 12-сантиметровый воронкообразный канал, который начинается от полости носа и проходит внутри шеи в пищевод, являясь общей частью пищеварительного тракта и дыхательных путей.

Глотание происходит в результате инициируемого давлением языка сложного рефлекса, который направляет еду и питье через пищевод в желудок и препятствует их попаданию в дыхательные пути. Первый этап глотания сознательный, последующие этапы – рефлекторные.

Если глотательный рефлекс нарушен (например, внимание сосредоточен на какой-то другой, не связанной с приемом пищи деятельности) и пища попадает в трахею, человек для освобождения от кусков пищи начинает кашлять. Если трахея забивается плохо пережеванными кусками пищи, человек может задохнуться. Поэтому крайне важно, чтобы мы во время еды были сосредоточены на этом процессе и не занимались бы делами, которые ему мешают.

Твердая пища попадает из ротовой полости через пищевод в желудок примерно за 8–9 секунд, жидкая – примерно за 1–2 секунды.

Пищевод 

Пищевод – примерно 25-сантиметровая полая мышечная трубка, часть пищеварительного тракта, под влиянием сокращений и расслаблений, т.е. перистальтики которой пища продвигается из глотки в желудок.

Рвота – это защитный рефлекс, который вызывается неприятным вкусом или запахом пищи, употреблением испорченной пищи, перееданием или прикосновением к слизистой оболочки глотки.

Желудок

Желудок – резервуар верхнего отдела пищеварительного тракта, образованный из гладкой мышечной ткани, в котором происходит частичное расщепление и разжижение пищи и регулярное ее продвижение в подходящих объемах (порциями) в тонкую кишку. Разжижение достигается за счет желудочного сока и сильного механического перемешивания (измельчения).

Желудок взрослого человека обычно вмещает 1,5 литра пищевой массы. В пустом состоянии этот мышечный орган сжимается и сморщивается до весьма малых размеров. Объем желудка у новорожденного – около 30 мл, у тех, кто в течение долгого времени пьет большие количества пива, он может достигать даже 10 л.

Поскольку находящиеся в желудке железы вырабатывают крепкую соляную кислоту, внутренняя поверхность желудка выстлана слизистой оболочкой. Желудочный сок имеет pH около 1. Это означает, что среда в нормальном желудке обладает высокой кислотностью.

Желудочный сок (желудочный секрет) выделяется клетками желез (которых около 30–40 миллионов), в день его вырабатывается 2–3 литра. Выделение желудочного секрета стимулируется видом пищи, ее вкусом, запахом, механическим раздражением слизистой оболочки рта и дефицитом глюкозы.

Скорость вывода пищи из желудка зависит от количества пищи и ее свойств. В желудке пища находится от 2 до 6 часов.

Более твердая пища находится в желудке дольше, напитки практически сразу попадают в тонкую кишку. В случае дефицита жидкости часть воды может всасываться и через желудок. В желудке также всасываются некоторые лекарства (например, аспирин), алкоголь и кофеин.

На границе желудка и двенадцатиперстной кишки находится привратник желудка, который периодически раскрывается и пропускает в двенадцатиперстную кишку небольшие порции (5–10 мл) измельченной пищи. В нормальной ситуации желудок опорожняется в течение четырех часов.

Пустой желудок совершает мощные волнообразные движения, с помощью которых он освобождается от недостаточно измельчившихся частиц пищи (например, в случае богатой клетчаткой растительной пищи). При больших промежутках между приемами пищи могут возникать сильные перистальтические волны, проявляющиеся бурчанием в животе и в худшем случае болями в животе.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа – это протяженный, до 15 см в длину, орган, который весит 100 граммов и расположен за органами брюшной полости. Клетки его тканей выделяют в кишечник пищеварительные ферменты и гормоны. Таким образом поджелудочная железа работает и как пищеварительная железа, и как железа внутренней секреции.

Вырабатываемые поджелудочной железой инсулин и глюкагон – два наиболее мощных гормона человеческого организма, обеспечивающих гомеостаз. Они оба оказывают влияние на очень большое количество процессов и имеют противоположные друг другу функции. Например, инсулин помогает нормализовать уровень сахара после усвоения пищи, т.е. понижает до нормального уровень глюкозы в крови (помогая печени синтезировать глюкоген). Глюкагон же помогает печени в высвобождении глюкозы, чтобы поддерживать ее концентрацию в крови на нормальном уровне (например, при больших перерывах между приемами пищи и ночью).

Гомеостаз означает поддержание биологических параметров человеческого организма в определенных пределах. Даже небольшие изменения химических или физических свойств внутриклеточной среды может нарушить биохимические процессы в организме.  Гомеостаз – это умение организма создавать во внутренней среде устойчивый баланс.

Таким образом, гомеостаз – это процесс, посредством которого обеспечивается практически стабильная внутренняя среда, так что клетки могут функционировать с максимальной эффективностью. Каждый организм старается поддерживать в своей внутренней среде правильную температуру, кислотность и т.п. Гомеостаз достигается путем координации комплекса физиологических реакций с помощью химических или электрических сигналов, которыми обмениваются ткани. Ключевую роль в этой коммуникации играют гормоны, поэтому они важны для поддержания гомеостаза.

Инсулин и глюкагон регулируют углеводный, липидный и белковый обмен. Наибольшее воздействие они оказывают на обмен углеводов. Например, сахар в крови, т.е. уровень глюкозы, держат под контролем с одной стороны инсулин, с другой стороны глюкагон. Внутри клеток под воздействием инсулина для высвобождения энергии усиливается расщепление глюкозы. Когда уровень глюкозы в крови падает, глюкагон расщепляет накопленный в печени гликоген, и в кровоток выбрасывается глюкоза. Поскольку оба гормона регулируют весь обмен веществ и особенно мощно углеводный обмен, при возникновении проблем с их синтезом возникают метаболические проблемы (например, в случае инсулина – диабет).

Поджелудочная железа вырабатывает в сутки 1,5–2 литра панкреатического сока, который очень богат ферментами. Панкреатический сок содержит большие количества гидрокарбоната натрия, который является щелочным и нейтрализует в желудке обладающую высокой кислотностью пищевую массу.

Панкреатический сок вместе с желчью попадает в верхний отдел тонкой кишки – в двенадцатиперстную кишку. Секреция панкреатического сока частично регулируется и нервной системой, но в основном за счет гормонов. Когда в двенадцатиперстную кишку из желудка попадает кислотная пищевая масса (химус), слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки выбрасывает в кровь секретин, который вызывает выделение в клетках протоков поджелудочной железы гидрокарбоната натрия, который в свою очередь нейтрализует кислотную среду. Чем более кислотной поступает из желудка полупереваренная пищевая масса, тем больше выделяется гидрокарбоната натрия.

Печень 

Печень – «химическая лаборатория» нашего организма. Ее можно условно назвать самой большой железой человека, вес которой может достигать 1,5 кг. Печень состоит из двух долей разного размера. Печень – жизненно важный орган, в котором происходит большая часть белкового, липидного и углеводного обмена .

Также печень помогает выводить из оборота в человеческом организме образующиеся в ходе нормального обмена веществ остаточные вещества. Кроме этого, печень очищает кровь от ядовитых веществ – происходит детоксикация, т.е. переработка попавших из окружающей среды и пищи естественных и искусственных ядов, неиспользованных компонентов лекарств, тяжелых металлов, остатков метаболизма бактерий и т.п. После этого остатки переработки направляются через кровь в почки и выводятся из организма.

Видео о принципах работы печени:

Печень обрабатывает и накапливает питательные вещества (например, гликоген и железо) для поддержания работоспособности организма в перерывах между приемами пищи и на более длительные периоды, а также играет роль депо для некоторых (главным образом – жирорастворимых) витаминов (A, D, B₁₂, K).

Человеческий организм функционирует как единое целое, и этот целостный процесс помогает поддерживать печень в работоспособном состоянии. Широко рекламируемые в интернете методы очистки печени этого не делают.

В связи с пищеварением печень играет определяющее значение как производитель желчи. Желчные кислоты поступают в пищеварительный тракт через желчные протоки и желчный пузырь. Печень синтезирует желчные кислоты из холестерина.

Основные функции печени:

• эмульгирование жиров (под воздействием желчи)
• вырабатывая желчь, печень выводит из организма остаточные вещества, работая как орган выделения
• накопление питательных веществ (жирорастворимые витамины, металлы)
• синтез питательных веществ (например, белки плазмы)
• аккумулирование крови (в т.ч. место кроветворения у плода)
• управление содержанием глюкозы в крови

Желчный пузырь

Желчный пузырь имеет объем 50 мл. В течение одних суток в находящихся между клетками печени тонких желчных капиллярах в непрерывном режиме вырабатывается в общей сложности около 1 литра желчи. Количество желчи зависит от состава пищи. Если пища жирная, желчи вырабатывается больше.

Поступление в кишечник богатой жирами и белками пищевой массы вызывает опорожнение желчного пузыря. Секреция желчи усиливается во время пищеварения, а выделение ее из желчного пузыря происходит под воздействием еды. Здесь факторами воздействия являются внешний вид и запах пищи, сам процесс еды, раздражение пищевой массой рецепторов желудка и двенадцатиперстной кишки, а также выделяющийся в тонкой кишке гормон секретин.

Находящиеся в желчном пузыре желчные кислоты выработаны клетками печени из холестерина, он необходимы для всасывания липидов, потому что соли желчных кислот эмульгируют липиды, увеличивая поверхность их соприкосновения с ферментами. При определенных условиях в желчном пузыре и желчных протоках могут образовываться камни, которые препятствуют поступлению желчи в двенадцатиперстную кишку, приводя к болезненным состояниям разной степени тяжести.

Двенадцатиперстная кишка

Двенадцатиперстная кишка – подковообразный верхний отдел тонкой кишки, имеющий в длину 20–25 см и закрепляющийся на задней стенке брюшной полости. Стенки этой кишки пронизаны кровеносными и лимфатическими сосудами, а также нервной тканью. Здесь происходит «анализ» поступающей из желудка пищевой массы и осуществляется воздействие на процесс пищеварения как посредством активации нервных связей, так и выработкой гормонов. Поступившая в двенадцатиперстную кишку кислая пищевая масса нейтрализуется, а выделившийся в результате этого диоксид углерода пищевую массу перемешивает.

Тонкая кишка  

Тонкая кишка – это примерно 3-метровый (в растянутом состоянии до 6–9 метров) кольцеобразно свернутый полый орган, занимающий большую часть среднего и нижнего этажей брюшной полости. Верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстная кишка (duodenum), за ней следуют тощая кишка (jejunum) и подвздошная кишка (ileum).

В лимфоидных тканях подвздошной кишки происходит формирование антител. Обработанная пищевая масса проходит дальнейшую обработку в тонкой кишке на протяжении 3–6 часов. Железы слизистой оболочки тонкой кишки выделяют богатый ферментами (например, амилазой, сахаразой, мальтазой, лактазой, пептидазой, липазой) секрет в количестве нескольких литров в сутки. Основные факторы, стимулирующие секрецию, – механическое раздражение стенок кишки и химические раздражители (желудочный сок, продукты расщепления белков, приправы, молочный сахар).

Химус перемещается по тонкой кишке за счет перистальтики.

В стенке кишки присутствует множество увеличивающих площадь ее поверхности и посредством этого усиливающих всасываемость питательных веществ складок или кольцеобразных бороздок и пальцевидных ворсинок, покрытых в свою очередь микроворсинками. Благодаря этому ее общая поверхность, участвующая в пищеварении, больше, чем половина площади теннисного корта.

У некоторых людей содержащийся в пище глютен может повреждать слизистую оболочку тонкой кишки, что приводит к недостаточной всасываемости питательных веществ. Это называется непереносимостью глютена, или целиакией . 

Толстая кишка

Толстая кишка расположена в брюшной полости вокруг колец тонкой кишки, имеет в длину немногим более метра и толще тонкой кишки (диаметр 5–8 см). У толстой кишки выделяют три отдела: слепая кишка, ободочная кишка и прямая кишка. От прямой кишки отходит червеобразный отросток, рудиментарная часть кишки, аппендикс, в котором находится большое скопление лимфоидной ткани.

Стенки толстой кишки бороздчатые, без ворсинок, содержат большое количество желез, которые выделяют защитную слизь, чтобы неперевариваемая пищевая масса могла продвигаться дальше. В толстую кишку поступает около литра содержимого тонкой кишки в сутки. Железы слизистой оболочки толстой кишки под воздействием местных раздражителей выделяют пищеварительный сок, который относительно беден ферментами. Самую главную роль в толстой кишке играет слизь, которая делает выделения скользкими и защищает слизистую оболочку.

Когда содержимое кишечника минует толстую кишку, оно попадает в пямую кишку, и возникает рефлекс дефекации. Важное значение толстой кишки в процессе пищеварения связано с микрофлорой кишечника.

Прямая кишка

Прямая кишка – последний отдел толстой кишки, который заканчивается анусом. Испражнения состоят из определенной части непереваренной и невсосавшейся пищи (например, клетчатки вроде целлюлозы и т.п.), биомассы микроорганизмов и воды. Несмотря на то, что целлюлоза не имеет энергетической ценности, она способствует кишечной перистальтике и продвижению по кишечнику пищевой массы. Когда содержимое кишечника перемещается из ободочной кишки в прямую кишку, возникает рефлекс дефекации. Ежедневно образуется 100–200 г кала. Большую часть состава кала образует вода.

Количество испражнений увеличивается при употреблении цельнозерновых продуктов, отрубей, овощей и фруктов. Размножению благоприятной микрофлоры в толстой кишке в наибольшей мере способствует водорастворимая клетчатка (пектин, олиго- и полисахариды, такие как фруктолигосахариды, модифицированный крахмал, арабиноксиланы, галактолигосахариды и т.д.), которых больше всего содержится в овсе, ржи, ячмене, овощах, фруктах и ягодах.

При некоторых заболеваниях могут отмечаться проблемы с всасыванием воды в кишечнике, что проявляется в виде диареи. При запорах замедлена перистальтика толстой кишки, непереваренная пищевая масса перемещается в ней очень медленно, из-за чего много воды всасывается обратно, что делает каловые массы сухими и твердыми.

Физиология, глюкоза — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Глюкоза представляет собой 6-углеродную структуру с химической формулой C6h22O6. Это вездесущий источник энергии для каждого организма в мире, который необходим для подпитки как аэробного, так и анаэробного клеточного дыхания. Глюкоза часто поступает в организм в изометрических формах, таких как галактоза и фруктоза (моносахариды), лактоза и сахароза (дисахариды) или крахмал (полисахарид). Наше тело хранит избыток глюкозы в виде гликогена (полимера глюкозы), который высвобождается во время голодания. Глюкоза также образуется из продуктов распада жиров и белков в процессе глюконеогенеза. Учитывая, насколько важна глюкоза для гомеостаза, неудивительно, что существует множество ее источников.

Как только глюкоза попадает в организм, она проходит через кровь и к тканям, требующим энергии. Там глюкоза расщепляется в ходе ряда биохимических реакций с высвобождением энергии в виде АТФ. АТФ, полученный в результате этих процессов, используется для подпитки практически всех энергозатратных процессов в организме. У эукариот большая часть энергии поступает из аэробных (потребляющих кислород) процессов, которые начинаются с молекулы глюкозы. Сначала глюкоза расщепляется в ходе анаэробного процесса гликолиза, что приводит к образованию некоторого количества АТФ и конечного продукта пирувата. В анаэробных условиях пируват превращается в лактат путем восстановления. В аэробных условиях пируват может вступать в цикл лимонной кислоты, образуя богатые энергией переносчики электронов, которые помогают производить АТФ в цепи переноса электронов (ЭТЦ).[1]

Сотовый уровень

Запасы глюкозы сохраняются в организме человека в виде полимерного гликогена. Гликоген присутствует в самых высоких концентрациях в печени и мышечных тканях. Регуляция гликогена и, следовательно, глюкозы контролируется главным образом пептидными гормонами инсулином и глюкагоном. Оба эти гормона вырабатываются в островках Лангерганса поджелудочной железы, глюкагон из альфа-клеток, а инсулин из бета-клеток. Существует баланс между этими двумя гормонами в зависимости от метаболического состояния организма (натощак или с высоким содержанием энергии), при этом инсулин имеет более высокие концентрации во время состояний, богатых энергией, и глюкагон во время голодания. Через процесс сигнальных каскадов, регулируемых этими гормонами, гликоген катаболизируется, высвобождая глюкозу (стимулируется глюкагоном во время голодания), или синтезируется с дальнейшим потреблением избытка глюкозы (облегчается инсулином во время избыточной энергии). Инсулин и глюкагон (среди других гормонов) также контролируют транспорт глюкозы в клетки и из клеток, изменяя экспрессию одного типа переносчика глюкозы, GLUT4.[1][2]

В организме человека существует несколько типов переносчиков глюкозы, дифференциальная экспрессия которых зависит от типа ткани. Эти транспортеры делятся на две основные категории: натрий-зависимые транспортеры (SGLT) и натрий-независимые транспортеры (GLUT). Натрийзависимые транспортеры основаны на активном транспорте натрия через клеточную мембрану, который затем диффундирует вниз по градиенту концентрации вместе с молекулой глюкозы (вторичный активный транспорт). Натрий-независимые переносчики не полагаются на натрий и транспортируют глюкозу с помощью облегченной диффузии. Из натрий-независимых переносчиков инсулин и глюкагон влияют только на экспрессию GLUT4. Ниже перечислены наиболее важные классы переносчиков глюкозы и их характеристики.

• SGLT : Обнаруженные в основном в почечных канальцах и эпителии кишечника, SGLT важны для реабсорбции и абсорбции глюкозы соответственно. Этот транспортер работает посредством вторичного активного транспорта, поскольку ему требуется АТФ для активного выкачивания натрия из клетки в просвет, что затем облегчает котранспорт глюкозы, поскольку натрий пассивно перемещается через клеточную стенку по градиенту концентрации.

• GLUT1 : Найден в основном в бета-клетках поджелудочной железы, эритроцитах и ​​гепатоцитах.

  Этот двунаправленный транспортер необходим для восприятия глюкозы поджелудочной железой, что является важным аспектом механизма обратной связи при контроле уровня глюкозы в крови с помощью эндогенного инсулина.

• GLUT2 : Обнаруживается главным образом в гепатоцитах, бета-клетках поджелудочной железы, кишечном эпителии и клетках почечных канальцев. Этот двунаправленный транспортер важен для регуляции метаболизма глюкозы в печени.

• GLUT3 : Находятся в основном в ЦНС. Этот транспортер имеет очень высокое сродство к глюкозе, что соответствует повышенным метаболическим потребностям мозга.

• GLUT4 : Найден в основном в скелетных мышцах, сердечной мышце, жировой ткани и ткани головного мозга. Этот переносчик сохраняется в цитоплазматических везикулах (неактивных), которые сливаются с клеточной мембраной при стимуляции инсулином. Плотность этих переносчиков будет от 10 до 20 раз увеличиваться во время избытка энергии при высвобождении инсулина с чистым эффектом снижения уровня глюкозы в крови (глюкоза будет легче проникать в клетки, на поверхности которых есть GLUT4). [3][4]

Центральная роль глюкозы в метаболизме углеводов

Конечными продуктами переваривания углеводов в пищеварительном тракте являются почти полностью глюкоза, фруктоза и галактоза, причем глюкоза составляет 80% конечного продукта. После всасывания из желудочно-кишечного тракта большая часть фруктозы и почти вся галактоза быстро превращается в печени в глюкозу. Поэтому в циркулирующей крови присутствует лишь небольшое количество фруктозы и галактозы. Таким образом, глюкоза становится конечным общим путем для транспорта всех углеводов в клетки тканей.

В клетках печени имеются соответствующие ферменты, способствующие взаимным превращениям моносахаридов — глюкозы, фруктозы и галактозы. Динамика ферментов такова, что когда печень высвобождает моносахариды, конечным продуктом всегда является глюкоза. Причина в том, что в гепатоцитах содержится большое количество глюкозофосфатазы. Следовательно, глюкозо-6-фосфат может расщепляться до глюкозы и фосфата, а глюкоза может транспортироваться через мембрану клеток печени обратно в кровь.

Задействованные системы органов

Глюкоза играет жизненно важную роль в каждой системе органов. Однако есть отдельные органы, которые играют решающую роль в регуляции уровня глюкозы.

Печень

Печень является важным органом в отношении поддержания надлежащего уровня глюкозы в крови. Гликоген, многоразветвленный полисахарид глюкозы в организме человека, — это то, как глюкоза хранится в организме и в основном содержится в печени и скелетных мышцах. Попробуйте думать о гликогене как о краткосрочном хранилище глюкозы в организме (в то время как триглицериды в жировых тканях служат долгосрочным хранилищем). Глюкоза высвобождается из гликогена под влиянием глюкагона и в условиях голодания, повышая уровень глюкозы в крови. Глюкоза добавляется к гликогену под контролем инсулина и в богатых энергией условиях, снижая уровень глюкозы в крови.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа выделяет гормоны, в первую очередь ответственные за контроль уровня глюкозы в крови. За счет увеличения концентрации глюкозы в бета-клетке происходит высвобождение инсулина, который, в свою очередь, снижает уровень глюкозы в крови посредством нескольких механизмов, подробно описанных ниже. Из-за более низкого уровня глюкозы и более низкого уровня инсулина (напрямую зависящего от низкого уровня глюкозы) альфа-клетки поджелудочной железы высвобождают глюкагон, который, в свою очередь, повышает уровень глюкозы в крови с помощью нескольких механизмов, которые подробно описаны ниже. Соматостатин также высвобождается из дельта-клеток поджелудочной железы и имеет чистый эффект снижения уровня глюкозы в крови.[5][6][7]

Надпочечник

Надпочечники подразделяются на кору и мозговое вещество, оба из которых играют роль в гомеостазе глюкозы. Кора надпочечников высвобождает глюкокортикоиды, которые повышают уровень глюкозы в крови с помощью механизмов, описанных ниже, наиболее мощным и распространенным из которых является кортизол. Мозговое вещество надпочечников высвобождает адреналин, который также повышает уровень глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже. [8]

Щитовидная железа

Щитовидная железа отвечает за производство и высвобождение тироксина. Тироксин оказывает широкое воздействие почти на все ткани организма, одним из которых является повышение уровня глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже.[9]

Передняя доля гипофиза

Передняя доля гипофиза отвечает за высвобождение как АКТГ, так и гормона роста, что повышает уровень глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже.[10]

Гормоны

В гомеостаз глюкозы вовлечено множество гормонов. Механизмы, с помощью которых они модулируют глюкозу, очень важны; однако, по крайней мере, важно понимать чистое влияние каждого гормона на уровень глюкозы. Одна хитрость заключается в том, чтобы помнить, какие из них снижают уровень глюкозы: инсулин (в первую очередь) и соматостатин. Другие повышают уровень глюкозы.  

• Инсулин: снижает уровень глюкозы в крови за счет повышенной экспрессии GLUT4, повышенной экспрессии гликогенсинтазы, инактивации киназы фосфорилазы (таким образом снижая глюконеогенез) и снижения экспрессии ограничивающих скорость ферментов, участвующих в глюконеогенезе.

• Глюкагон: повышает уровень глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза и глюконеогенеза.

• Соматостатин: снижает уровень глюкозы в крови за счет локального подавления высвобождения глюкагона и подавления гастрина и гипофизарных тропных гормонов. Этот гормон также уменьшает высвобождение инсулина; однако его чистым эффектом является снижение уровня глюкозы в крови.

• Кортизол: повышает уровень глюкозы в крови за счет стимуляции глюконеогенеза и антагонизма инсулина.

• Эпинефрин: повышает уровень глюкозы в крови за счет гликогенолиза (высвобождение глюкозы из гликогена) и повышенного высвобождения жирных кислот из жировых тканей, которые затем могут катаболизироваться и участвовать в глюконеогенезе.

• Тироксин: повышает уровень глюкозы в крови за счет гликогенолиза и увеличения всасывания в кишечнике.

• Гормон роста: способствует глюконеогенезу, ингибирует усвоение глюкозы печенью, стимулирует выработку гормонов щитовидной железы, ингибирует инсулин.

• АКТГ: стимулирует высвобождение кортизола из надпочечников, стимулирует высвобождение жирных кислот из жировой ткани, которые затем могут участвовать в глюконеогенезе.

Клиническое значение

Патология, связанная с глюкозой, часто возникает при слишком высоком или слишком низком уровне глюкозы в крови. Ниже приводится краткое описание некоторых из наиболее распространенных патологических состояний, связанных с изменениями уровня глюкозы, и их патофизиологии.

Гипергликемия :

Гипергликемия может вызывать патологию как остро, так и хронически. Сахарный диабет I и II являются болезненными состояниями, характеризующимися хронически повышенным уровнем глюкозы в крови, что со временем и при плохом контроле уровня глюкозы приводит к значительной заболеваемости. Оба класса диабета имеют многоочаговую этиологию: тип I связан с генетическими, экологическими и иммунологическими факторами и чаще всего встречается у детей, в то время как тип II связан с сопутствующими заболеваниями, такими как ожирение, в дополнение к генетическим факторам, и чаще проявляется в зрелом возрасте. Диабет I типа возникает в результате аутоиммунного разрушения бета-клеток поджелудочной железы и дефицита инсулина, а тип II возникает в результате периферической резистентности к инсулину из-за метаболической дисфункции, обычно на фоне ожирения. В обоих случаях результатом является неадекватно повышенный уровень глюкозы в крови, который вызывает патологию по целому ряду механизмов:

• Осмотическое повреждение : Глюкоза осмотически активна и может вызывать повреждение периферических нервов.

• Окислительный стресс : Глюкоза участвует в нескольких реакциях, которые производят побочные продукты окисления.

• Неферментативное гликирование : Глюкоза может образовывать комплексы с остатками лизина на белках, вызывая структурные и функциональные нарушения.[11][1]

Эти механизмы приводят к разнообразным клиническим проявлениям как микрососудистых, так и макрососудистых осложнений. Некоторые из них включают периферические невропатии, плохое заживление ран/хронические раны, ретинопатию, заболевание коронарной артерии, заболевание сосудов головного мозга и хроническое заболевание почек. Крайне важно понимать механизмы, лежащие в основе патологии, вызванной повышенным уровнем глюкозы.[12][13]

Высокий уровень сахара в крови также может привести к острой патологии, чаще всего наблюдаемой у пациентов с диабетом II типа, известной как гиперосмолярное гипергликемическое состояние. Это состояние возникает при резком повышении уровня глюкозы в крови, что приводит к повышению осмоляльности плазмы. Высокая осмолярность приводит к осмотическому диурезу (чрезмерному мочеиспусканию) и обезвоживанию. Возникают разнообразные клинические проявления, в том числе изменение психического статуса, двигательные нарушения, очаговая и глобальная дисфункция ЦНС, тошнота, рвота, боль в животе и ортостатическая гипотензия.[14]

Гипогликемия :

Гипогликемия чаще всего наблюдается ятрогенно у пациентов с диабетом на фоне приема сахароснижающих препаратов. Это состояние возникает, особенно в стационарных условиях, при нарушении больным привычного режима питания. Симптомы неспецифичны, но клинические данные, такие как связь с голоданием или физическими упражнениями, а также улучшение симптомов при введении глюкозы, делают гипогликемию более вероятной. Симптомы гипогликемии можно охарактеризовать как нейрогликопенические, обусловленные прямым влиянием на ЦНС, или нейрогенные, обусловленные симпатоадренергическим поражением. Нейрогенные симптомы можно разделить на холинергические и адренергические. Ниже приведены некоторые распространенные симптомы гипогликемии:

• Нейрогликопения : Усталость, поведенческие изменения, судороги, кома и смерть.

• Нейрогенный — Адренергический : тревога, тремор и сердцебиение.

• Нейрогенные — холинергические : парестезии, потоотделение и чувство голода.[15]

Связывая воедино то, что мы узнали о глюкозе, в кратком обзоре метаболизма глюкозы, представьте, что вы едите богатую углеводами пищу. Различные полимеры глюкозы будут расщеплены в вашей слюне и кишечнике, высвобождая свободную глюкозу. Эта глюкоза будет всасываться в эпителий кишечника (через рецепторы SGLT на верхушке), а затем поступать в кровоток (через рецепторы GLUT на базолатеральной стенке). Уровень глюкозы в крови подскочит, вызывая увеличение концентрации глюкозы в поджелудочной железе, стимулируя высвобождение предварительно сформированного инсулина. Инсулин будет иметь несколько последующих эффектов, включая повышенную экспрессию ферментов, участвующих в синтезе гликогена, таких как гликогенсинтаза в печени. Глюкоза будет поступать в гепатоциты и присоединяться к цепям гликогена. Инсулин также будет стимулировать высвобождение GLUT4 из их внутриклеточного заключения, что увеличит базальное поглощение глюкозы мышечной и жировой тканью. По мере того, как уровень глюкозы в крови начинает снижаться (поскольку она поступает в периферические ткани и печень), уровень инсулина также снижается до нижнего нормального уровня. Когда уровень инсулина падает ниже нормы, глюкагон высвобождается из альфа-клеток поджелудочной железы, способствуя повышению уровня глюкозы в крови за счет ее высвобождения из гликогена и посредством глюконеогенеза; это обычно повышает уровень глюкозы до следующего приема пищи. Однако, если пациент продолжает голодать, к нему подключается адреномедуллярная система, которая выделяет кортизол и адреналин, что также приводит к эугликемии в гипогликемическом состоянии.[16][5][17]

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Рисунок

Транспортеры глюкозы. Предоставлено Paris Hantzidiamantis

Ссылки

1.

Gurung P, Zubair M, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 23 ноября 2022 г. Глюкоза плазмы. [PubMed: 31082125]

2.

Даглас С.А., Мохиуддин С.С. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Биохимия, гликоген. [PubMed: 30969624]

3.

Holesh JE, Aslam S, Martin A. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 июля 2022 г. Физиология, углеводы. [PubMed: 29083823]

4.

Навале А.М., Паранджапе А.Н. Транспортеры глюкозы: физиологическая и патологическая роль. Biophys Rev. 2016 Mar;8(1):5-9. [Бесплатная статья PMC: PMC5425736] [PubMed: 28510148]

5.

El Sayed SA, Mukherjee S. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология, поджелудочная железа. [PubMed: 29083590]

6.

Варгас Э., Джой Н.В., Каррильо Сепульведа М.А. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 26 сентября 2022 г. Биохимия, метаболические эффекты инсулина. [PubMed: 30252239]

7.

Venugopal SK, Sankar P, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 марта 2022 г. Физиология, Глюкагон. [PubMed: 30725767]

8.

Dutt M, Wehrle CJ, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология надпочечников. [PubMed: 30725945]

9.

Пираханчи Ю., Тарик М.А., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 17 февраля 2022 г. Физиология, щитовидная железа. [В паблике: 30137850]

10.

Равиндрарадж А.Д., Басит Х., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология передней доли гипофиза. [PubMed: 29763073]

11.

Навале РБ, Моурья ВК, Бхисе СБ. Неферментативное гликирование белков: причина осложнений при сахарном диабете. Индийская компания J Biochem Biophys. 2006 г., декабрь; 43(6):337-44. [PubMed: 17285797]

12.

Гоял Р., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 19 июня., 2022. Сахарный диабет типа 2. [PubMed: 30020625]

13.

Goyal R, Nguyen M, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 августа 2022 г. Непереносимость глюкозы. [PubMed: 29763085]

14.

Адейинка А, Кондамуди Н.П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 1 декабря 2022 г. Гиперосмолярный гипергликемический синдром. [PubMed: 29489232]

15.

Мэтью П., Топпил Д. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 23 июля 2022 г. Гипогликемия. [В паблике: 30521262]

16.

Kalra A, Yetiskul E, Wehrle CJ, Tuma F. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология печени. [PubMed: 30571059]

17.

Патриция Дж.Дж., Дхамун К.С. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 12 сентября 2022 г. Физиология, пищеварение. [PubMed: 31334962]

Как ваше тело использует углеводы?

Роль углеводов в организме включает обеспечение энергией для работающих мышц, обеспечение топливом для центральной нервной системы, обеспечение метаболизма жиров и предотвращение использования белков в качестве энергии. При этом углеводы являются «предпочтительным» источником энергии или топлива для сокращения мышц и биологической работы.

Основные группы пищевых продуктов, содержащих углеводы, включают зерновые, фрукты и молочные продукты. Овощи содержат небольшое количество углеводов, но могут способствовать повышению уровня углеводов в организме, в зависимости от того, сколько их съедено.

Как на самом деле работают углеводы в организме? После того, как углеводы съедены, они расщепляются на более мелкие единицы сахара (глюкоза, фруктоза и галактоза) в желудке и тонком кишечнике. Эти маленькие единицы всасываются в тонком кишечнике, а затем попадают в кровоток, откуда попадают в печень. Фруктоза и галактоза далее превращаются в глюкозу в печени. Глюкоза – это форма углевода , которая транспортируется кровотоком в различные ткани и органы, включая мозг, где она используется в качестве энергии по всему телу.

Важным фактором, связанным с нашим пониманием использования углеводов в организме, является то, что, если организму не нужна глюкоза для получения энергии сразу, организм будет хранить глюкозу в печени и мышцах в форме, называемой гликогеном. Эта форма хранения используется организмом для энергии, когда организму требуется больше глюкозы, которая легко доступна в кровотоке, например, после тренировки. Организм имеет ограниченный запас гликогена (около 2000 калорий), поэтому углеводы обычно называют ограниченным топливом для физической активности.

Еще один фактор, который вы, возможно, захотите помнить об углеводах, заключается в том, что они экономят белок в качестве источника энергии в организме. Это важный фактор для планирования тренировок, потому что при недостаточном потреблении углеводов и расщеплении белка мы теряем основной источник строительных блоков для развития мышц. Кроме того, расщепление белка может привести к увеличению нагрузки на почки, через которые выводятся побочные продукты белка.

Глюкоза также необходима для центральной нервной системы. Мозг в основном использует глюкозу в качестве источника энергии , и недостаток глюкозы может привести к слабости, головокружению и низкому уровню сахара в крови или гипогликемии. Снижение уровня сахара в крови во время упражнений снижает работоспособность и может привести к умственной, а также физической усталости.

Эти факторы, хотя они и проявляются в нашем организме день за днем, необходимо помнить при выборе продуктов для поддержки, до или во время упражнений и даже во всех повседневных делах, где мы хотим быть в лучшем виде.

Уровень углеводов, который вы поддерживаете в своем теле, будет зависеть от потребности в калориях в течение дня; то есть, как быстро вы сжигаете свои калории и физические требования к вам для дневных потребностей в энергии. Сосредоточение внимания на потребности в углеводах может меняться изо дня в день. В некоторые «нормальные» дни вам может потребоваться 35% калорий в виде углеводов, а в другие дни вам может потребоваться больше — 50–60% калорий — для более интенсивной физической активности. Просто на практике вы узнаете, сколько углеводов вам нужно, по тому, как вы себя чувствуете во время и после физической активности.