Значение углеводов в питании человека

Углеводы, как белки и жиры, необходимы в питании человека. Они выполняют в организме следующие функции.

Энергетическую. При биологическом окислении 1 г углеводов организм получает 4,1 ккал. Несмотря на то, что это более чем в два раза меньше, чем у жиров, с учетом большего суточного потребления углеводов именно они являются основным источником энергии. Углеводы — это легко утилизируемый источник энергии. Они играют особую роль в энергетике центральной нервной системы: около 60 % глюкозы, поступающей в кровоток из депо (печень, скелетные мышцы), используется для обеспечения энергетических потребностей ЦНС.

Пластическую. Они входят в состав большинства структур клетки, некоторых тканей и органов.

Регуляторную. Они используются для синтеза нуклеиновых кислот, играющих важнейшую роль в передаче генетической информации и регуляции обмена веществ.

Защитную. Глюкуроновая кислота в печени соединяется с токсическими веществами, образуя нетоксические сложные эфиры, растворимые в воде. Гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку. Клетчатка, усиливая перистальтику кишечника, способствует более быстрому выведению токсических веществ, а пектиновые вещества обладают деток-сирующими свойствами.

В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов делятся на простые и сложные.

К простым углеводам относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) и дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза), имеющие несложную химическую структуру и легко расщепляющиеся. Они быстро растворяются в воде и усваиваются, причем глюкоза всасывается примерно в два раза быстрее, чем фруктоза. Наиболее сладкой является фруктоза, а наименее сладкой — лактоза.

Глюкоза — наиболее распространенный моносахарид, важнейший источник энергии для нервных тканей, мышц, сердца и других органов. Большинство углеводов пищи превращается в организме в глюкозу и в таком виде усваивается, т. е. непосредственно используется для энергетических и пластических нужд или запасается в виде гликогена в мышцах и печени. Уровень глюкозы (сахара) в крови регулируется с помощью гормонов поджелудочной железы — инсулина, который его снижает, и глюкагона, который его повышает.

Фруктоза обладает наибольшей сладостью из всех известных сахаров. Часть ее в организме превращается в глюкозу, а часть непосредственно включается в процессы обмена, которые проходят без участия инсулина. Она всасывается в кишечнике медленнее, а поступает из крови в ткани быстрее, чем глюкоза. Глюкоза и фруктоза содержатся во фруктах, ягодах, меде. Глюкоза и фруктоза широко представлены в пчелином меде (до 37 %), в арбузах весь сахар представлен фруктозой (до 8 %), яблоки, груши и смородина содержат больше фруктозы, а виноград и хурма — глюкозы.

Моносахарид галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока — лактозы (молочного сахара).

Основным дисахаридом в питании человека является сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу. Лактоза присутствует только в молоке и молочных продуктах (до 6 %) и при гидролизе распадается на глюкозу и галактозу. Гидролиз лактозы в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения в кишечнике и нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры. Поступление лактозы способствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих в кишечнике развитие гнилостных микроорганизмов.

Мальтоза (солодовый сахар) — промежуточный продукт расщепления крахмала пищеварительными ферментами и ферментами проросшего зерна (солода). Образующаяся мальтоза распадается до глюкозы. В свободном виде мальтоза содержится в меде, экстракте солода (патоке мальтозной), солодовом молоке, пиве.

К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген и пищевые волокна (пектиновые вещества, целлюлоза и др.).

Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким содержанием крахмала в значительной степени обусловливается пищевая ценность зерновых продуктов, бобовых и картофеля. До 80 % общего количества углеводов в рационе человека составляет именно крахмал. Он состоит из большого количества молекул моносахаридов и сложность его строения является причиной нерастворимости. За счет химических свойств двух фракций амилозы и амилопектина крахмал создает коллоидные растворы. В организме крахмал необходим для удовлетворения потребности в сахаре, он превращается в него последовательно в несколько этапов. Вначале образуются декстрины, затем мальтоза, обладающая свойствами дисахаридов, потом под влиянием ферментов мальтоза расщепляется до глюкозы.

Гликоген содержится в печени (до 20 % веса) и в мышцах. В организме гликоген используется для питания работающих мышц, органов и систем в качестве энергетического материала. Восстановление гликогена происходит путем синтеза из глюкозы крови.

Пищевые волокна представляют собой большую группу нутриентов, источниками которых служат растительные волокна зерновых, фруктов и овощей.

В течение длительного времени пищевые волокна называли «балластными веществами», от которых старались освободить продукты для повышения их пищевой ценности. Однако пищевые волокна играют важнейшую роль в процессах пищеварения и в жизнедеятельности организма человека в целом.

Установлено, что дефицит пищевых волокон в пище является фактором риска таких заболеваний, как рак толстой кишки, синдром раздраженной толстой кишки, гипомоторная дискинезия толстой кишки с синдромом запоров, дивертикулез, аппендицит, грыжа пищевого отверстия диафрагмы, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гиперлипопротеидемия, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей.

Пищевые волокна — биологический термин, а не химический, поскольку объединяет вещества различной химической природы. Важнейшими компонентами пищевых волокон являются целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, пектин, камеди, слизи, лигнин.

Клетчатка по химическому строению напоминает крахмал и гликоген, поскольку ее структурным элементом также является глюкоза. Однако в клетчатке молекулы глюкозы соединены такими связями, которые не могут быть расщеплены ферментами пищеварительной системы человека. Кроме того, полисахаридные цепи в молекулах клетчатки не разветвлены и ориентированы в пространстве параллельно, благодаря чему клетчатка обладает механической прочностью, химической стойкостью и не растворима в воде.

Клетчатка не только не усваивается в организме человека, но и затрудняет переваривание и усвоение других питательных веществ, содержащихся в растительных продуктах и заключенных, главным образом, внутри клеток, оболочки которых построены из клетчатки.

Вместе с тем клетчатка оказывает положительное влияние на пищеварение. Благодаря раздражению механорецепторов кишечной 178

стенки она стимулирует перистальтику кишечника и тем самым способствует профилактике хронических запоров, а также связанных с ними хронической эндогенной интоксикации и заболеваний толстого кишечника (дивертикулов, дивертикулитов и злокачественных опухолей). Она оказывает также противосклеротическое действие, ускоряя выведение из организма избытка холестерина и улучшая переваривание жиров. Увеличивая объем пищи и замедляя пищеварение, клетчатка способствует возникновению и поддержанию чувства сытости. Клетчатка активно влияет на среду обитания бактерий в кишечнике и является для них одним из важнейших источников питания.

Клетчатка содержится в картофеле (1 %), плодах и фруктах (0,5—1,3 %), овощах (0,7—2,8 %), гречневой крупе (2 %).

Пектиновые вещества по химической структуре относятся к гемицеллюлозам. В пищевых продуктах они находятся, главным образом, в виде протопектина — соединения пектина с клетчаткой и ионами металлов. При созревании ягод, плодов и овощей протопектин (нерастворимый комплекс) разрушается с освобождением свободного пектина, который относится к растворимым веществам и легко подвергается гидролизу с образованием желе в водном растворе в присутствии органических кислот и сахара. Эта способность пектина широко используется в кондитерской промышленности при производстве джемов, повидла, мармелада, пастилы. По своему химическому составу это высокомолекулярные полигалактуроновые кислоты, под влиянием фермента пектиназы пектин подвергается гидролизу до простейших своих компонентов — сахара и тетрага-лактуроновой кислоты.

Весь комплекс веществ, включающих протопектин, пектин и продукты их расщепления, объединяется под общим названием «пектиновые вещества». Они обладают всеми свойствами, присущими клетчатке, но кроме этого, способны активно адсорбировать различные химические соединения, в том числе токсины, тяжелые металлы, радиоактивные вещества, и ускорять их выведение из организма. Это свойство пектиновых веществ используется при лечебно-профилактическом питании. Пектины способствуют заживлению слизистой оболочки кишечника при ее повреждении. Пектиновые вещества в заметных количествах находятся в продуктах, из которых можно сварить желе. Это слива, черная смородина, яблоки и другие фрукты. В них содержится около 1 % пектина. Столько же пектина присутствует в свекле.

Суточная потребность в углеводах в среднем равна 300—400 г/ сут (например, 358 г для мужчин в возрасте 18—29 лет преимущественно умственного труда, согласно МР 2.3.1.2432—08), что составляет по отношению к белкам и жирам 1/1,1/4—5 (для взрослых). При этом в общем количестве углеводов на крахмал должно приходиться 350—400 г, на моно- и дисахариды — 50—100 г, на пищевые волокна (целлюлозу и пектиновые вещества) — 20 г.

Неумеренное потребление сахара способствует развитию кариеса зубов, нарушению нормального соотношения возбудительных и тормозных процессов в нервной системе, поддерживает воспалительные процессы, способствует аллергизации организма. Одной из наиболее серьезных проблем является развитие диабета, а также ожирения, связанного с трансформацией углеводов в жиры. Напряжение инсулинового аппарата, следовательно, и развитие диабета, связаны с количеством и скоростью поступления глюкозы в кровь после употребления пищи. Кроме того, некоторые другие нутриенты активизируют выделение инсулина. Поэтому для оценки опасности потребления различных продуктов в отношении развития диабета были предложены определенные методы и показатели.

Усвоение углеводов — сложный процесс, зависит от их вида, наличия пищевых волокон, кулинарной обработки, сочетания с другими нутриентами в продукте и некоторых других моментов. Поэтому темпы поступления глюкозы в кровь при питании различными продуктами не одинаковы. В настоящее время для характеристики скорости превращения углеводов пищи в глюкозу крови используется понятие гликемический индекс (ГИ). При этом скорость превращения углеводов пищи в глюкозу крови сравнивается либо со скоростью перехода чистой глюкозы из пищи в кровь, либо с ее переходом из белого хлеба.

За сравнительную точку отсчета, равную 100 у. е., берут ГИ после потребления 50 г чистой глюкозы или 50 г усвояемых углеводов (т. е. без учета пищевых волокон) белого хлеба. В сравниваемой порции продукта должно содержаться также 50 г усвояемых углеводов. Все продукты по ГИ делятся на продукты с низким ГИ — индекс 55 % и менее (по глюкозе), средним ГИ — индекс 56—69 % (по глюкозе) и высоким ГИ — индекс 70 % и более (по глюкозе). Пища с высоким ГИ обеспечивает быстрое повышение уровня сахара в крови. Углеводы, содержащиеся в этих продуктах, легко перевариваются и усваиваются организмом, быстро используются для получения энергии и гликогена. При употреблении продуктов с низким ГИ уровень сахара в крови поднимается медленнее. Углеводы такой пищи усваиваются не сразу, но обеспечивают более продолжительный инсулиновый эффект.

Однако оказалось, что ГИ только частично отражает влияние конкретного продукта на скорость превращения углеводов пищи в глюкозу. В связи с этим в 1997 г. исследователями Гарвардского университета для количественного выражения общего гликемического воздействия пищи было предложено понятие «гликемическая нагрузка» (ГН). Гликемическая нагрузка стандартной порции 180

пищи представляет собой произведение количества доступных углеводов в порции и гликемического индекса продукта. Чем выше ГН, тем сильнее ожидаемое повышение уровня глюкозы в крови и инсулиновый эффект продукта. Различают высокую, среднюю и низкую степень ГН: для порции продукта она составляет соответственно О—10, 11—20 и более 20; суммарная за сутки — соответственно менее 80, 80—120 и более 120. В настоящее время под руководством австралийского профессора диетологии Джанет Бранд-Миллер разработаны понятие и таблицы инсулинового индекса. Инсулиновый индекс (ИИ) — величина, которая характеризует продукт питания с точки зрения инсулинового ответа на него. За сравнительную точку отсчета, равную 100 у. е., принимается уровень подъема инсулина в крови после потребления порции белого хлеба калорийностью 240 ккал. Сравниваемые продукты должны иметь ту же калорийность.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >