Czym jest metabolizm węglowodanów w organizmie?

Węglowodany odgrywają ważną rolę w prawidłowym odżywianiu i dystrybucji równowagi składników odżywczych. Osoby dbające o własne zdrowie wiedzą, że węglowodany złożone są lepsze od prostych. I że w ciągu dnia lepiej jest jeść pożywienie dla dłuższego trawienia i energii. Ale dlaczego tak jest? Jaka jest różnica między procesami przyswajania wolnych i szybkich węglowodanów? Dlaczego słodycze należy jeść tylko po to, by zamknąć okienko na białko, a miód lepiej jeść wyłącznie w nocy? Aby odpowiedzieć na te pytania, rozważmy szczegółowo metabolizm węglowodanów w organizmie człowieka.

Do czego służą węglowodany?

Poza utrzymaniem optymalnej wagi, węglowodany w organizmie człowieka wykonują ogromny front pracy, którego niepowodzenie pociąga za sobą nie tylko wystąpienie otyłości, ale także szereg innych problemów.

Główne zadania węglowodanów to wykonywanie następujących funkcji:

1. Energia - około 70% kalorii to węglowodany. Aby mógł nastąpić proces utleniania 1 g węglowodanów, organizm potrzebuje 4,1 kcal energii.
2. Konstrukcja - weź udział w budowie elementów komórkowych.
3. Rezerwa - stwórz w mięśniach i wątrobie magazyn w postaci glikogenu.
4. Regulacyjne - niektóre hormony są z natury glikoproteinami. Na przykład hormony tarczycy i przysadki mózgowej - jedną strukturalną częścią takich substancji jest białko, a drugą węglowodany.
5. Ochronne - heteropolisacharydy biorą udział w syntezie śluzu pokrywającego błony śluzowe dróg oddechowych, narządów pokarmowych i dróg moczowych.
6. Weź udział w rozpoznawaniu komórek.
7. Są częścią błon erytrocytów.
8. Są jednym z regulatorów krzepnięcia krwi, ponieważ wchodzą w skład protrombiny i fibrynogenu, heparyny (źródło - podręcznik „Biological Chemistry”, Severin).

Dla nas głównym źródłem węglowodanów są cząsteczki, które otrzymujemy z pożywienia: skrobia, sacharoza i laktoza.

@ Evgeniya
adobe.stock.com

Etapy rozpadu sacharydów

Zanim rozważymy cechy reakcji biochemicznych w organizmie i wpływ metabolizmu węglowodanów na wyniki sportowe, przyjrzyjmy się procesowi rozpadu sacharydów z ich dalszą przemianą w ten sam glikogen, który sportowcy tak desperacko wydobywa i zużywa podczas przygotowań do zawodów.

Etap 1 - wstępne rozłupywanie śliną

W przeciwieństwie do białek i tłuszczów węglowodany zaczynają się rozkładać niemal natychmiast po wejściu do jamy ustnej. Faktem jest, że większość produktów wchodzących do organizmu zawiera złożone węglowodany skrobiowe, które pod wpływem śliny, czyli enzymu amylazy wchodzącej w skład jej składu, oraz czynnika mechanicznego są rozkładane na proste sacharydy.

Etap 2 - wpływ kwasu żołądkowego na dalszy rozkład

Tutaj do gry wkracza kwas żołądkowy. Rozkłada złożone sacharydy, na które ślina nie ma wpływu. W szczególności pod działaniem enzymów laktoza jest rozkładana do galaktozy, która jest następnie przekształcana w glukozę.

Etap 3 - wchłanianie glukozy do krwi

Na tym etapie prawie cała sfermentowana szybko glukoza jest bezpośrednio wchłaniana do krwiobiegu, omijając procesy fermentacji w wątrobie. Poziom energii gwałtownie wzrasta, a krew staje się bardziej nasycona.

Etap 4 - uczucie sytości i odpowiedź insulinowa

Pod wpływem glukozy krew gęstnieje, co utrudnia jej ruch i transport tlenu. Glukoza zastępuje tlen, co wywołuje reakcję ochronną - zmniejszenie ilości węglowodanów we krwi.

Insulina i glukagon z trzustki dostają się do osocza.

Pierwsza otwiera komórki transportowe dla ruchu zawartego w nich cukru, co przywraca utraconą równowagę substancji. Glukagon z kolei ogranicza syntezę glukozy z glikogenu (zużycie wewnętrznych źródeł energii), a insulina „dziurawi” główne komórki organizmu i umieszcza tam glukozę w postaci glikogenu lub lipidów.

Etap 5 - metabolizm węglowodanów w wątrobie

Na drodze do całkowitego trawienia węglowodany zderzają się z głównym obrońcą organizmu - komórkami wątroby. To w tych komórkach węglowodany pod wpływem specjalnych kwasów wiążą się w najprostsze łańcuchy - glikogen.

Etap 6 - glikogen lub tłuszcz

Wątroba jest w stanie przetworzyć tylko określoną ilość monosacharydów znajdujących się we krwi. Rosnący poziom insuliny sprawia, że ​​robi to w mgnieniu oka. Jeśli wątroba nie ma czasu na przekształcenie glukozy w glikogen, zachodzi reakcja lipidowa: cała wolna glukoza jest przekształcana w proste tłuszcze poprzez wiązanie jej z kwasami. Organizm robi to w celu opuszczenia zapasu, jednak ze względu na nasze stałe odżywianie „zapomina” o strawieniu, a łańcuchy glukozy, zamieniając się w plastyczną tkankę tłuszczową, są transportowane pod skórą.

Etap 7 - wtórne rozszczepienie

Jeśli wątroba poradziła sobie z ładunkiem cukru i była w stanie przekształcić wszystkie węglowodany w glikogen, ten ostatni pod wpływem hormonu insuliny jest w stanie magazynować w mięśniach. Ponadto, w warunkach braku tlenu, jest on rozszczepiany z powrotem do najprostszej glukozy, nie wracając do ogólnego krwiobiegu, ale pozostając w mięśniach. W ten sposób, omijając wątrobę, glikogen dostarcza energii na określone skurcze mięśni, jednocześnie zwiększając wytrzymałość (źródło - „Wikipedia”).

Ten proces jest często nazywany „drugim wiatrem”. Kiedy sportowiec ma duże zapasy glikogenu i prostych tłuszczów trzewnych, zostaną one przekształcone w czystą energię tylko przy braku tlenu. Z kolei alkohole zawarte w kwasach tłuszczowych będą stymulować dodatkowe rozszerzenie naczyń krwionośnych, co wpłynie na lepszą podatność komórek na tlen w warunkach jego niedoboru.

Ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego węglowodany dzielą się na proste i złożone. Chodzi o ich indeks glikemiczny, który determinuje tempo rozpadu. To z kolei wyzwala regulację metabolizmu węglowodanów. Im prostszy węglowodan, tym szybciej trafia do wątroby i tym bardziej prawdopodobne jest, że zostanie przekształcony w tłuszcz.

Orientacyjna tabela indeksu glikemicznego z całkowitym składem węglowodanów w produkcie:

Jednak nawet żywność o wysokim indeksie glikemicznym nie jest w stanie zakłócić metabolizmu i funkcji węglowodanów w sposób, w jaki robi to ładunek glikemiczny. Określa, jak bardzo wątroba jest obciążona glukozą, gdy ten produkt jest spożywany. Po osiągnięciu określonego progu GN (około 80-100) wszystkie kalorie przekraczające normę zostaną automatycznie zamienione na trójglicerydy.

Przybliżona tabela ładunku glikemicznego z sumą kalorii:

Odpowiedź na insulinę i glukagon

W procesie spożywania dowolnego węglowodanu, czy to cukru, czy skrobi złożonej, organizm wyzwala jednocześnie dwie reakcje, których intensywność będzie zależała od wcześniej rozważanych czynników, a przede wszystkim od wydzielania insuliny.

Ważne jest, aby zrozumieć, że insulina jest zawsze uwalniana do krwi w pulsach. Oznacza to, że jeden słodki placek jest tak samo niebezpieczny dla organizmu jak 5 słodkich ciast. Insulina reguluje gęstość krwi. Jest to konieczne, aby wszystkie komórki otrzymywały wystarczającą ilość energii bez pracy w trybie hiper lub hypo. Ale co najważniejsze, szybkość jego ruchu, obciążenie mięśnia sercowego i zdolność do transportu tlenu zależą od gęstości krwi.

Wydzielanie insuliny jest naturalną reakcją. Insulina robi dziury we wszystkich komórkach ciała, które są zdolne do przyjmowania dodatkowej energii, i blokuje ją w nich. Jeśli wątroba poradziła sobie z obciążeniem, glikogen jest umieszczany w komórkach, jeśli wątroba zawodzi, wówczas kwasy tłuszczowe wchodzą do tych samych komórek.

Zatem regulacja metabolizmu węglowodanów następuje wyłącznie w wyniku uwalniania insuliny. Jeśli to nie wystarczy (nie przewlekle, ale jednorazowo), osoba może mieć kaca cukrowego - stan, w którym organizm potrzebuje dodatkowego płynu, aby zwiększyć objętość krwi i rozcieńczyć ją wszystkimi dostępnymi środkami.

Drugim ważnym czynnikiem na tym etapie metabolizmu węglowodanów jest glukagon. Hormon ten określa, czy wątroba musi pracować ze źródeł wewnętrznych, czy zewnętrznych.

Pod wpływem glukagonu wątroba uwalnia gotowy glikogen (nie rozłożony), który został pozyskany z komórek wewnętrznych i zaczyna pobierać nowy glikogen z glukozy.

To właśnie wewnętrzny glikogen rozprowadza insulinę w komórkach na początku (źródło - podręcznik „Biochemia sportowa” Michajłow).

Późniejsza dystrybucja energii

Dalsza dystrybucja energii węglowodanów następuje w zależności od rodzaju budowy i sprawności organizmu:

1. U niewytrenowanej osoby z powolnym metabolizmem. Kiedy poziom glukagonu spada, komórki glikogenu wracają do wątroby, gdzie są przetwarzane na trójglicerydy.
2. Sportowiec. Komórki glikogenu pod wpływem insuliny są masowo zablokowane w mięśniach, dostarczając energii do kolejnego ćwiczenia.
3. Nie-sportowiec z szybkim metabolizmem. Glikogen wraca do wątroby, transportowany z powrotem do poziomu glukozy, po czym nasyca krew do granicznego poziomu. W ten sposób wywołuje stan wyczerpania, ponieważ pomimo wystarczającej podaży zasobów energetycznych, komórki nie mają odpowiedniej ilości tlenu.

Wynik

Metabolizm energetyczny to proces, w którym biorą udział węglowodany. Ważne jest, aby zrozumieć, że nawet przy braku bezpośrednich cukrów organizm nadal będzie rozkładał tkankę na prostą glukozę, co doprowadzi do zmniejszenia tkanki mięśniowej lub tkanki tłuszczowej (w zależności od rodzaju stresującej sytuacji).

Obejrzyj wideo: JAK PRZYSPIESZYĆ METABOLIZM? (Listopad 2024).