Что такое углеводы
С точки зрения химии углеводы – это класс органических веществ, в состав которых входит углерод, кислород и водород. В организме их всего примерно 2-3%, которые откладываются в виде гликогена (грубо говоря, оперативный запас энергии). 5-6% от общей массы печени, до 0,5% сердца и 2-3% скелетных мышц – это углеводы.
В теле 70-килограмового мужчины примерно 500 г гликогена, но кроме него есть еще глюкоза, которая в свободном виде “плавает” в крови. Её совсем мало – примерно 5 граммов. Чем более человек тренированный, тем больше гликогена он может запасать.
Тело человека может синтезировать углеводы, но в незначительном количестве, поэтому основное количество углеводов поступает в организм с пищей. Углеводы находятся преимущественно в продуктах растительного происхождения. Например, в злаках их содержится около 80% от общей сухой массы. И к примеру сахар – это вообще на 99,98% углевод.
Виды быстрых углеводов
Быстрые (простые) углеводы делят на:
- фруктозу
- глюкозу
- галактозу
Наиболее распространена глюкоза. Ее мы получаем из обыкновенного сахара, сладостей, варенья и пр. Содержится она и в других продуктах, даже в зеленом горошке, но в гораздо меньшем количестве. Если у нас в организме мало глюкозы, мы становимся уставшими, раздражительными, снижается наша способность к работе. Если глюкозы в крови критически мало, возможны даже обмороки.
Фруктоза перерабатывается без участия инсулина. Когда она попадает в печень, частично превращается в глюкозу. Фруктозы больше всего в дыне, вишне, черной смородине, яблоках, а также в меде.
В продуктах питания не бывает галактозы в чистом виде. «Встречаясь» с глюкозой она формирует лактозу и дисахарид. Галактозу наш организм получает из молока и молочных продуктов. В желудке происходит расщепление лактозы на галактозу и глюкозу, а галактоза путешествует по крови в печень, а там трансформируется в глюкозу.
Структура быстрых углеводов достаточно простая, за счет чего они быстро перевариваются и попадают в кровь. Преимущество их в том, что, если организму нужна срочная подпитка энергией, продукты с быстрыми углеводами насыщают мгновенно, поставляя в кровь большое количество глюкозы или фруктозы. Но насыщение быстро проходит, сменяясь в некоторых случаях еще большим голодом. Потому диетологи и врачи не советуют прибегать к перекусам печеньем, газированными напитками и батончиками.
Для чего нужны углеводы
У углеводов есть свои задачи:
Энергетическая: углеводы обеспечивают 50-60% суточного энергопотребления организма. При окислении 1 г углеводов выделяется 17 кДж энергии или более привычные нам 4,1 ккал и 0,4 г воды. Поэтому когда вы перестаете есть углеводы, вас сначала “сливает”, то есть из вас выходит запасенная ранее вода. Этот процесс многие ошибочно принимают за истинное жиросжигание, в то время как всего лишь истощаются запасы гликогена.
Основной источник энергии для нас – это запасенный в печени и мышцах гликоген и свободная глюкоза в крови, которые образовались из съеденных углеводов.
Пластическая или строительная: из углеводов “строятся” некоторые ферменты, клеточные мембраны, они также входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой, костной и других тканей. Углеводы хранятся в виде запаса питательных веществ, а также входят в состав сложных молекул (например, рибозы и дезоксирибозы) участвуют в построении универсального источника энергии АТФ, “хранилища” генетической информации ДНК и макромолекулы, содержащейся в клетках – РНК.
Специфическая: углеводы к примеру, выполняют роль антикоагулянтов, то есть делают так, чтобы кровь не сворачивалась в самый неподходящий момент. Являются рецепторами ряда гормонов или фармакологических веществ – то есть помогают гормонам распознать где и в каком количестве они нужны. Так же они оказывают противоопухолевое действие.
Запас питательных веществ: углеводы накапливаются в скелетных мышцах, печени, сердце и некоторых других тканях в виде гликогена. Гликоген – это быстромобилизуемый энергетический резерв. Функция гликогена печени – обеспечивать глюкозой весь организм, функции гликогена в мышцах – обеспечивать энергией физическую активность.
Защитная: сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы. Мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.
Регуляторная: клетчатка пищи не поддается процессу расщепления в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.
Какие функции выполняют углеводы в организме?
- являются главным источником энергии: 1 грамм углеводов = 4 ккал,
- входят в состав клеток и тканей,
- определяют группу крови,
- входят в состав многих гормонов,
- выполняют защитную функцию в составе антител,
- играют роль запасного игрока: гликоген, который аккумулируется в печени и мышцах – временный запас глюкозы, при необходимости организм может воспользоваться этим резервом,
- пищевые волокна необходимы для исправной работы пищеварительной системы.
Какие бывают углеводы
Хлеб, крупы, макароны, овощи, фрукты, сахар – это все продукты растительного происхождения, которые состоят преимущественно из углеводов или моно-, ди- и полисахаридов.
Моносахариды: это простые углеводы, которые не распадаются под воздействием пищеварительных ферментов. Глюкоза и фруктоза – это моносахарид, которые содержатся во многих фруктах, соках, меде и называются сахарами. В организм они поступают как сами по себе, если вы, например, съели ложку сахара или же образуются в процессе пищеварения из более сложных углеводов.
Как только в организме оказывается много свободной глюкозы, активизируется поджелудочная железа, которая выделяет гормон инсулин, благодаря которому глюкоза перенаправляется в ткани, где она используется для синтеза гликогена, а при значительном избытке – и для синтеза жиров (вот он эффект от лишних тортиков и злоупотребления фруктовыми соками!) Чтобы моносахариды были нам друзьями, а не врагами, их количество в питании не должно превышать 25-35 % общего количества съеденных за сутки углеводов.
Грубо говоря, на каждые 2 чайные ложки сахара (моносахариды или простые углеводы) надо употреблять 100 граммов овсянки (сложные углеводы).
Держите себя в руках с простыми углеводами
Нынче очень модно заменять глюкозу фруктозой под эгидой, что – это якобы более полезно и она не запасается в виде жира. Это неправда: глюкоза и фруктоза – родные братья. Их различает только то, что у глюкоза содержит альдегидную функциональную группу, а фруктоза – кетогруппу.
Дисахариды: это составная часть олигосахаридов, которая состоит из 2-10 моносахаридов. Основные дисахариды – это сахароза (обычный столовый сахар), состоящая из остатков глюкозы и фруктозы, мальтоза (солодовые экстракты злаковых, проросшие зерна) или два соединенных между собой остатка глюкозы, лактоза (молочный сахар) имеющая в своем составе остаток глюкозы и галактозы. Все дисахариды имеют сладковатый вкус.
Полисахариды:это сложные углеводы, состоящие из многих сотен или тысяч связанных между собой моносахаридов. Этот вид углеводов содержится в крахмале (картофель, крупы, хлеб, рис и др.), в «животном крахмале» – гликогене, в пищевая клетчатка и пектин (фрукты, овощи, злаки, бобовые, отруби и др.) и легкоусвояемом инулине (топинамбур, корень цикория, лук, чеснок, бананы, ячмень, рожь).
Неожиданно: быстрые углеводы не приводят к набору веса
Многим людям, кто хоть немного знаком с принципами здорового питания, приходилось слышать о том, что быстрые углеводы вредны для организма. Считается, что людям, которые следят за своим весом, стоит избегать их употребления и отдавать предпочтение «медленным» углеводам.
Однако новое исследование, опубликованное в издании Advances in Nutrition, показывает, что быстрые углеводы не способствуют набору веса сильнее, чем медленные. Более того, употребляя быстрые углеводы, тоже можно похудеть.
Поясним, что деление углеводов на быстрые и медленные зависит от их гликемического индекса (ГИ). Чем выше индекс, тем сильнее повышается уровень сахара в крови после употребления определённого продукта.
Быстрые углеводы в таких продуктах, как белый хлеб и изделия из муки высшего сорта (белой), легко усваиваются и быстро расщепляются в организме до глюкозы. Отсюда и название.
В отличие от них, медленные углеводы, которые содержатся в цельнозерновом хлебе и необработанных крупах (буром рисе, гречке, овсяных хлопьях), расщепляются в организме гораздо медленнее. Таким образом они дарят долгое чувство сытости, и, в теории, способствуют снижению веса.
Авторы новый работы решили проверить устоявшуюся гипотезу о том, что быстрые углеводы провоцируют набор лишнего веса и повышают риск ожирения.
Эта гипотеза основана на том, что продукты с высоким ГИ вызывают резкий скачок уровня глюкозы в крови. Последний влечёт за собой усиленную выработку инсулина. Что, в конечном счёте, может спровоцировать нарушение метаболизма, приводящее к ожирению.
Также распространено мнение, что продукты с низким гликемическим индексом воздействуют на организм исключительно положительно. Это мнение исследователи тоже решили проверить.
Учёные проанализировали 34 исследования, посвящённых питанию, в общей сложности, почти двух миллионов людей. Исследователи выяснили, как именно гликемический индекс диеты отражался на весе участников.
«Это первое исследование, которое однозначно демонстрирует, что быстрые углеводы не делают вас толстыми, — сообщает соавтор работы профессор Гленн Гейссер (Glenn Gaesser) из Университета штата Аризона. — Вопреки распространённому мнению, люди, употребляющие пищу с высоким ГИ не более склонны к ожирению и набору веса, чем те, кто придерживается диеты из продуктов с низким ГИ. Кроме того, они не менее склонны к потере веса».
Основным выводом исследования стало то, что «ГИ как мера качества углеводов, по-видимому, относительно не важен в качестве определяющего фактора индекса массы тела или снижения веса при помощи диеты».
Другими словами и немного подробнее:
- В 27 исследованиях с результатами статистического сравнения 70% показали, что ИМТ (индекс массы тела) либо не отличался у людей с самым низким и самым высоким ГИ в диете, либо ИМТ был даже ниже у людей, выбирающих продукты с высоким ГИ.
- Метаанализ восьми исследований показал, что диеты с низким ГИ в целом не были эффективнее для снижения веса, чем диеты с высоким ГИ.
- Хотя диета с низким ГИ могла привести к большому снижению веса у людей с нормально толерантностью к глюкозе, этого не происходило у людей с нарушением усвоения глюкозы.
«Этот обзор ставит под сомнение предположение о том, что диеты с низким ГИ приводят к значительному улучшению контроля веса, и напоминает нам о многих других качествах углеводов, которые гораздо важнее учитывать: например, питательная ценность, наличие пищевых волокон и содержание цельного зерна, а также процент добавленного сахара», – говорит соавтор работы Сиддхартха Ангади (Siddhartha Angadi) из Виргинского университета.
Учёные делают вывод, что сбалансированная диета, которая не приводит к потреблению лишних калорий (которые организм запасает в виде жира), может включать продукты из белой муки, которые долгое время «демонизировали».
Однако стоит отметить, что это исследование спонсировал американский фонд Grain Foods Foundation, принимающий пожертвования от частных производителей зерна в США.
Это означает, что, несмотря на то, что данное исследование прошло проверку на предвзятость и было опубликовано в научном журнале, к выводам учёных всё же стоит отнестись с осторожностью.
Ранее мы рассказывали о том, как пища, богатая жирами и углеводами, вредит работе мозга, и о том, что многие безглютеновые диеты приносят больше вреда, чем пользы. Также мы сообщали о вреде кетогенных диет. Писали мы и о том, что иногда макароны помогают похудеть.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Сколько нужно углеводов?
ВОЗ и РАМН рекомендует есть по 4 г углеводов на каждый кг массы тела. То есть для девушки весом 60 кг нужно съедать 240 г углеводов. Это примерно 360 г отваренного круглого риса, или 1,5 кг варёной картошки, или 2,6 кг сладких яблок, или 12 кг сельдерея.
4 г на каждый кг веса – это рекомендации для малоактивных людей. Для незначительно умеренно активных норма 5-6г, для умеренно активных (например, 3 силовых тренировки в неделю по часу) – 6-7 г. Спортсменам же рекомендуют есть не менее 8-10 г углеводов на каждый кг их мускулистого тела.
А что если без них? Риски белковых (безуглеводных) диет
Да, люди – белковая форма жизни, которая может существовать и без употребления углеводов в пищу, но это нездорово, безграмотно и в перспективе нанесет вред здоровью. Потому что уменьшение содержания углеводов в пище усиливает распад клеточных белков, окисление жиров и образование кетоновых тел, что может привести к ацидозу, то есть увеличить кислотность в организме.
Обычно продукты окисления органических кислот быстро удаляются из организма, но при голодании или низкоуглеводной диете, они задерживаются в организме, что в лучшем случае приведет к появлению в моче ацетоуксусной кислоты и ацетона, а в тяжёлых может привести к коме (такое случается с диабетиками).
Осторожнее с белковыми диетами Дюкана
У “дюкановцев” случается метаболический ацидоз – при недостатке углеводов в тканях накапливаются кислые продукты, то есть возникает кето- или лактоацидоз.
Кетоацидоз возникает вследствие дефицита инсулина. Когда вы едите критически мало углеводов (менее 2 г на кг тела) довольно продолжительное время, то организм подпитывает себя энергией за счет гликогена и запасённых жиров. Мозг же получает энергию в основном утилизируя глюкозу и ацетон для него является токсичным веществом.Непосредственное расщепление жиров не может обеспечить необходимой энергией головной мозг, а так как запасы гликогена относительно невелики (500 г) и истощаются в течение первых дней после отказа от углеводов, то организм может обеспечить мозг энергией либо с помощью глюконеогенеза (внутреннего синтеза глюкозы), либо путём повышения концентрации кетоновых тел в крови для переключения других тканей и органов на альтернативный источник энергии.
В норме при дефиците углеводистой пищи печень из ацетил-КоА синтезирует кетоновые тела — возникает кетоз, не вызывающий электролитных нарушений (является вариантом нормы). Однако в ряде бескомпромиссных случаев также возможна декомпенсация и развитие ацидоза и может привести к диабетической кетоацидотической коме.
Жиры при низкоуглеводных диетах сжигаются хуже, чем при нормальном, сбалансированном питании, так как обычно жиры соединяются с углеводами для последующего преобразования в энергию, а при недостатке углеводов происходит неполноценное сжигание жиров, и образуется побочный продукт – кетоны, которые накапливаются в крови и моче, что вызывает кетоз. Кетоз приводит к снижению аппетита (организм думает, что он на грани выживания), снижается работоспособность, вялость, усталость и раздражительность становятся нормой.
