Углеводы: польза или вред?
Углеводы- это соединения углерода с водой; органические соединения, входящие в состав всех живых организмов. Общая формула Cn(H2O)n ,альдегиды и кетоны многоатомных спиртов.
Содержание углеводов в клетках:
● В растительных клетках: в листьях, плодах, семенах или клубнях картофеля – 90% от массы сухого вещества
● В животных клетках – 1-2% от массы сухого вещества
● Грибы, включая простейшие содержат довольно много улеводов!
Функция:
●Энергетическая. Основной источник энергии для всех видов работ, происходящих в клетках. При расщеплении 1 г углеводов выделяется 4 ккал.
●Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, выполняют роль антикоагулянтов, являются рецепторами ряда гормонов.
●Запасающая. Резервный углевод в печени – гликоген.
●Защитная. Слизи предохраняют кишечник, бронхи от механических повреждений. Гепарин предотвращает свертывание крови у животных и человека.
●Регуляторная. Клетчатка не расщепляется в кишечнике, но активирует перистальтику кишечника, ферменты пищеварительного тракта; улучшает пищеварение, усвоение питательных веществ.
Углеводы бывают простые (моносахариды, олигосахариды) и сложные (полисахариды).
Классификация и ключевые характеристики углеводов МОНОСАХАРИДЫ (простые углеводы) - глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза, ксилоза, фукоза, рибоза, дезоксирибоза и др.
● не требуют расщепления ферментами
● всасываются или пассивно по градиенту концентрации или при участии специальных транспортирующих белков
● значительное количество в составе пищевого комка и лёгкая доступность для всасывания и/или микрофлоры может обусловливать ряд неблагоприятных последствий! (FODMAP, нарушения углеводного обмена).
Классификация и ключевые характеристики углеводов ОЛИГОСАХАРИДЫ (от 2 до 10 остатков моносахаридов) сахароза, мальтоза, лактоза, FOS, MOS, GOS, XOS. Для утилизации/всасывания должны быть расщеплены специфичными ферментами до моносахаридов с соответствующими названиями. Далее повторяют судьбу моносахаридов, поэтому также значительное количество в составе пищевого комка и лёгкая доступность для всасывания и/или микрофлоры может обусловливать ряд неблагоприятных последствий! (FODMAP, нарушения углеводного обмена) ● в норме являются прекрасными пребиотиками!
FODMAP - англоязычный акроним, обозначающий короткоцепочечные углеводы (олигосахариды, дисахариды и моносахариды и близкие по строению сахароспирты - полиолы), которые плохо и не полностью всасываются в тонком кишечнике и приводят к повышенному газообразованию. Термин FODMAP происходит от сокращения Ферментируемые (Fermentable) Олиго- (Oligo-), Ди (Di), Моно- (Mono-) сахариды И (And) Полиолы (Polyol).
Симптомы FODMAP: боли в животе, вздутие, запор/диарея, отрыжка.
Непереносимость FODMAP может быть связана как с первичной (генетической и негенетической) или вторичной недостаточностью ферментов, а также транспортных систем. Симптоматика зависит не только от экспрессии фермента, но также от дозы FODMAP, наличия СИБР, микробного пейзажа толстого кишечника и чувствительности желудочно-кишечного тракта к генерации газа и других продуктов ферментации. Очень часто непереносимость FODMAP сочетается с СИБР/СИГР и СПКП! Нарушения всасывания питательных веществ - мальабсорбция лактозы, фруктозы, глюкозы, позволяют сахарам и питательным веществам проходить через кишечник не всасываясь. Следовательно, больше пищи для роста бактерий.
Классификация и ключевые характеристики углеводов ПОЛИСАХАРИДЫ (полимеры, образованные из большого числа моносахаридов), перевариваемые в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта посредством специализированных ферментов - крахмал, гликоген. Могут довольно быстро расщепляться до олиго- и моносахаридов, приближаясь к ним по метаболическим характеристикам! (если не уравновешены/не забуферен клетчаткой)!!! Неперевариваемые в верхнем отделе желудочнокишечного тракта (ферменты отсутвуют) – (геми)целлюлоза, лигнин, пектиновые вещества, слизи и др. = пищевые волокна = клетчатка. Однако! Способны перевариваться ферментирующей микрофлорой в нижележаших отделах кишечника с образованием большого количества короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) – ацетат, пропионат, бутират = ПРЕБИОТИКИ! Чем больше молекулярная масса углеводов, тем менее растворимое вещество и не сладкое на вкус!
Пищевые волокна (клетчатка):
Нерастворимые:
●Целлюлоза
●Лигнины
●гемицеллюлоза
Растворимые:
●Пектины
●Камеди
●Слизи
●Альгинаты
●каррагинаны
●гемицеллюлоза
ПОЛЬЗА растворимой клетчатки:
■ притягивает воду и превращается в гель во время пищеварения. Содержится в овсяных отрубях, ячмене, орехах, семенах, бобах, чечевице, горохе и некоторых фруктах и овощах, псиллуме.
■ Снижает уровень холестерина, инсулина
■ Откладывает/замедляет всасывание глюкозы
■ Контроль веса
■ Моторика ЖКТ
ПОЛЬЗА нерастворимой клетчатки:
■ добавляет объем стулу и помогает пище быстрее проходить через желудок и кишечник. содержится в таких продуктах, как пшеничные отруби, овощи и цельнозерновые.
■ Контроль веса.
■ Моторика и здоровье ЖКТ.
Пищевые волокна. Норма потребления.
Мужчины до 50 лет- 38 грамм, старше 50лет- 30 грамм.
Женщины до 50 лет- 25 грамм, старше 50 лет- 21 грамм.
Переваривание углеводов!
Переваривание углеводов:
● Потребность в углеводах 400-500 г/сут.
● Основной углевод пищевого рациона – крахмал.
● Крахмал состоит из линейного полисахарида – амилозы и разветвленного – амилопектина.
● Остатки глюкозы в амилозе связаны α-1,4-гликозидной связью.
● В амилопектине в точках ветвления - α-1,6- гликозидной связью.
В ротовой полости - рН 6,8 α-амилаза слюны - расщепляет α-1,4-гликозидные связи в крахмале. В желудке - рН 1,5-2,5, внутри пищевого комка гидролиз продолжается. В 12-п кишке рН до 7,5-8,0, панкреатическая α-амилаза гидролизует α-1,4-гликозидные связи в декстринах. В тонком кишечнике активность полостного переваривания низкая, ферменты активно действуют на поверхности эпителиальных клеток кишечника. Продукты гидролиза – мальтоза, изомальтоза, сахароза, лактоза, триозосахариды. Дисахариды расщепляются в тонком кишечнике под действием специфических дисахаридаз – сахаразы, лактазы, мальтазы и т.д.
Поступление глюкозы в клетки из кровотока
● происходит путем облегченной диффузии при участии специальных белков-переносчиков - GLUT (глюкозные транспортеры).
. ● GLUT обнаружены во всех тканях.
● Существует несколько изоформ GLUT, которые различаются по локализации, сродству к глюкозе и зависимости от инсулина!
● GLUT пронумерованы в порядке их обнаружения.
Типы и распределение GLUT в органах и тканях:
● GLUT-1 преимущественно в плаценте, мозге, почках, толстой кишке, меньше в жировой ткани, мышцах
● GLUT-2 преимущественно в печени, β-клетках островков Лангерганса, энтероцитах
● GLUT-3 во многих тканях, включая мозг, плаценту, почки
● GLUT-4 инсулинозависимый в мышцах (скелетных, сердечной), жировой ткани (находятся почти полностью в цитоплазме)
● GLUT-5 в тонкой кишке, в меньшей мере в почках, скелетных мышцах, жировой ткани, мозге. Переносчик фруктозы.
Влияние инсулина на GLUT – 4:
● В клетках мышц и жировой ткани GLUT-4 (инсулинозависимые) почти полностью локализуются в цитоплазме.
● Влияние инсулина на такие клетки приводит к перемещению GLUT-4, к плазматической мембране.
● После этого возможен облегченный транспорт глюкозы в клетки.
● При снижении концентрации инсулина или инсулинорезистентности в крови белки транспортеры глюкозы снова перемещаются в цитозоль и поступление глюкозы в эти ткани прекращается.
Гликемический индекс– это гликемический ответ (повышение уровня глюкозы) при пероральном употреблении 50 грамм исследуемого продукта x 100. За 100 едениц принимается гликемический ответ на 50 грамм глюкозы ГИ остальных продуктов сравнивается относительно ГИ глюкозы. ГИ- это относительная классификация углеводов в продуктах в зависимости от того, с какой скоростью/насколько сильно они повышают уровень глюкозы в крови!
Факторы, влияющие на гликемический индекс:
●Содержание клетчатки и её тип
●Тип углеводов
●Механическая обработка - степень измельчения
●Термическая обработка ○ простые: глюкоза, фруктоза, мальтоза ○ сложные: амилоза, амилопектин
●Другие макронутриенты: белки, жиры.
Резистентный крахмал:
●устойчив к пищеварению (более устойчива амилоза, чем амилопектин).
●действует как растворимая клетчатка.
●проходит через желудок и тонкую кишку непереваренным, достигая толстой кишки, где питает полезные бактерии и увеличивает выработку ими КЦЖК, таких как бутират.
Факторы, способствующие резистентности:
○ Композиционный состав крахмала.
○ Размер пищевых частиц.
○ Физическая недоступность.
Эффект второго приема пищи- явление, при котором ГИ одного приема пищи может влиять на гликемический ответ на последующий прием пищи. Пища с низким ГИ имеет более низкий постпрандиальный гликемический ответ во время первого приема пищи по сравнению с приемом пищи с высоким ГИ и способна снизить гликемический ответ на стандартизированный второй прием пищи.
Гликемическая нагрузка:
● Для оценки суммарного эффектов углеводистой пищей важно учитывать не только качество, но и количество потребляемого углевода
● Для этих целей пользуются понятием Гликемическая Нагрузка (ГН)
● Пища, с низким ГИ всегда будет давать низкую ГН, тогда как от пищи со средним и высоким ГИ гликемическая нагрузка может сильно варьировать в зависимости от количества углеводов в порции.
● ГН - наиболее адекватный количественно-качественный метод оценки потребляемых углеводов и прогнозирования уровня постпрандиальной гликемии.
Инсулиновый ответ! Потребление продуктов с высоким гликемическим индексом приводит к постпрандиальной гипергликемии и ответной гиперинсулинемии. Это вызывает последующую транзиторную гипогликемию, которая, в свою очередь, вызывает секрецию контринсулярных гормонов и повышение концентрации СЖК. Эти изменения приводят к многочисленным патологическим процессам в организме, включая развитие метаболического синдрома и ускоренное старение в целом.
Фруктоза – здоровая альтернатива сахару?
Глюкоза - лишь 20% метаболизируется в печени (при участии инсулина). Итог - при наличии контролирующего влияния инсулина из глюкозы синтезируется небольшое/умеренное количество жирных кислот/триглицеридов и глюкозы de novo .Фруктоза на 100% метаболизируется в печени (без участия инсулина) – остальные клетки не способны напрямую усваивать фруктозу! Вследствие этого и ряда других биохимических нюансов из фруктозы образуется намного больше жира (параллельно с этим много мочевой кислоты!). Из 120 ккал глюкозы лишь 1! сохраняется в виде жира в том время как из 120 ккал в виде жира сохраняется до 40 ккал! Особенности метаболизма фруктозы делают её самым липогенным углеводом и нутриентом вообще! Имеющиеся на сегодня данные дают серьёзные основания полагать, что именно фруктоза повинна в большинстве негативных метаболических эффектов сукрозы/сахарозы! Фруктоза - главный виновник метаболического синдрома.
Иммуномодулирующие полисахариды.
β-глюканы - гомополисахариды, содержатся в грибах, цельнозерновых, активируют как местный иммунитет, так и системный, при этом иммуномодулирующее действие бета-1,3/1,6-глюкана происходит без чрезмерной стимуляции иммунной системы. Повышают врожденный и приобретенный иммунитет путем дифференцировки и активации иммунных клеток: макрофагов, Т-киллеров, Т-хелперов и НК-клеток, стимулирует выброс цитокинов, что делает их перспективным противораковым агентом. Стимулируют производство иммунных клеток костного мозга, что имеет потенциальное применение для восстановления иммунной системы после химиотерапии онкологических заболеваний. Они – антиоксиданты, имеют противоопухолевый, противовоспалительный и противоаллергический эффекты. Способность стимулировать процессы регенерации путем активации кератиноцитов и фибробластов.
Арабиногалактан выделен из сибирской лиственницы. Является пребиотиком и стимулятором иммунной системы, он почти в 2 раза эффективнее эхинацеи увеличивает образование иммунных клеток. Являясь источником растворимых диетических волокон, арабиногалактан улучшает питание, всасывание и сохранение в здоровом состоянии желудочно-кишечного тракта. Он используется для лечения язвенной болезни, выведения из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов.
Гликация как ведущий механизм старения!
Гликация - последовательность сложных неферментативных реакций между сахарами, кислородом и молекулами белка. Два ключевых механизма повреждения клеток: повреждение ДНК и повреждение белка. Ведущими причинами генетического и белкового повреждения являются окисление и гликация! Простые сахара, поступающие с током крови, «садятся» на молекулы белков, в первую очередь коллагена, образуя поперечные «сшивки». Это не ферментативный процесс и зависит только от температуры и обилия реактивных компонентов. В сложной последовательности реакций образуются AGE. Процесс идет как снаружи (при приготовлении пищи), так и изнутри (в нашем организме при повышении уровня глюкозы).Эти остаточные продукты не выводятся ни из клетки, ни из организма в целом; аккумулируясь, вызывают нарушение обменных процессов, гипоксию и гибель клетки. С годами начинается полная интоксикация организма, «зашлакованного» продуктами гликации (AGE), что ведет к множеству заболеваний, прочно ассоциируемых со старением. Процесс гликации происходит во всем организме, всех его органах и системах без исключения.
Гликация влияет на метаболическую активность клетки, ведущую к апоптозу; и поперечной сшивки соседних белков, таких как коллаген и эластин. Последствие: уплотнение ткани(фиброз), меньше обновленных волокон, снижение качества внеклеточного матрикса, повышение проницаемости сосудов, замедление регенерации, разрушение коллагеновых волокон и угнетение процесса коллагенеза. Даже без глубоких исследований можно определить кожу, пораженную гликацией, – она рыхлая, тусклая, морщинистая, с явлениями пигментации. Считается, что именно уровень гликации определяет наш биологический возраст.
Последствия и проявления гликации:
●A.G.E. становится своеобразным молекулярным клеем, который делает кровеносные сосуды неэластичными и провоцирует атеросклероз.
●ослабление иммунитета;
●почечную недостаточность;
●нейродегенеративные заболевания, в т.ч. болезнь Альцгеймера;
●осложнения диабета;
●помутнение кристаллика глаза;
●проблемы сердечно-сосудистой системы;
●ухудшение свойств эластина и коллагена;
●замедление процесса заживления рубцов и ран;
●изменение механизма коагуляции.
Как можно бороться с гликированием?
Ингибирование или замедление реакции:
●питание на основе продуктов с низким гликемическим индексом
●Сокращение в рационе продуктов с AGE
●Ликвационно-ингибирующие молекулы:
○ Биологически активные добавки: антиоксиданты, карнозин, розмариновая кислота является наиболее эффективной. Розмариновая кислота разрушает сшивки и снижает скорость полимеризации гликированного альбумина.
Полисахариды- геропротекторы:
N-ацетил-глюкозамин увеличивает продолжительность жизни в экспериментах на нематодах и мышах. У пожилых людей, принимавших глюкозамин, наблюдали снижение общей смертности на 18 %. Назначают при проблемах с суставами – остеоартрите, артрите, потере хряща, уменьшает риск канцерогенеза – рака прямой кишки и легких, подавляет развитие воспаления легких у курильщиков и системное воспаление. Он также способствует ремиелинизации нейронов после их повреждения. Глюкозамин содержится в составе хитина, в панцире креветок и грибах, а также в хрящах птиц и млекопитающих.
Глюкозамин сульфат и хондроитин сульфаты (4 и 6). Глюкозами́ н -моносахарид по структуре, вырабатывается хрящевой тканью суставов, входит в состав синовиальной жидкости. Из ГС синтезируется ХС+ стимулирует синтез гликозаминогликанов, протеогликанов и гиалуроновой кислоты и способствует естественной выработке коллагена в организме. На 2018 год более 42700 статей по изучению ГС и ХС, 19230 из которых посвящены их свойствам.
Эффекты:
●Противовоспалительный. Снижение уровня СРБ на 17% при применении глюкозамина и на 22% при применении хондроитина в течение 5 лет /Сantor 2012/
●Онкопротекторный: снижение смертности от онкозаболеваний на 18% при регулярном потреблении /Griffith Bell 2012. Улучшают синтез и снижают деградацию хряща
●Поддержание антибактериального и антивирусного иммунитета
●Кардио- и нейропротекция.
Полисахариды грибов рейши:
● увеличивают продолжительность жизни нематоды.
● способны предотвращать развитие окислительного стресса,
● Стимулируют выработку факторов роста нервных волокон и оказывают нейропротекторное действие,
● улучшают питание сердечной мышцы, память и когницию
● активизируют выведение из организма токсичных солей тяжелых металлов у млекопитающих и человека.
● Уменьшают риск развития ожирения, увеличивают чувствительность тканей к инсулину, снижают артериальное давление.
● Индуцируют противовирусный и противоопухолевый иммунитет, оказывают антибактериальное и противовирусное действие.
Трегалоза - сахар, содержащийся в грибах и водорослях:
● Увеличивает продолжительность жизни нематод,
● Улучшает устойчивость организма к патогенам и стрессу, активизируя уровень защитных белков, а также процесс аутофагии.
● Противодействует агрегации белков, в том числе связанных с развитием нейродегенерации.
● В отношении человека обладает антидепрессантным эффектом.
ПРАВИЛА ПИТАНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИНСУЛИНА И ГЛЮКОЗЫ:
● Не комбинируйте простые углеводы с насыщенными жирами. Не запивайте мясные блюда сладкими напитками. (Картофель и насыщенный жир - картофель со сливочным маслом или фри) - это сочетание, которое 100% заставит ваш жировой компонент увеличиваться)
● Ограничьте внешнее сочетание молочной продукции с простыми углеводами – например, творог + мёд. Ограничить — это значит, есть в первой половине дня.
●Не ешьте молочные продукты после 17-18 вечера.
● Исключите молоко в больших количествах, максимум в чай/кофе в первой половине дня.
● Отдайте предпочтение продуктам с комбинацией «углеводы + ненасыщенные жиры».
● Выбирайте продукты с низким и средним ГИ и следите за суммарной суточной гликемической нагрузкой.
● Применяйте все известные кулинарные приемы по снижению ГИ.
● Завтрак должен состоять не только из углеводов, но и из белков; хорошо, если будет немного ненасыщенных жиров;
● Не покупайте продукты с надписями «диетический», «пониженной калорийности» и «обезжиренный». Такая информация на самом деле, свидетельствует о том, что натуральные жиры были заменены углеводами.
● Внимательно изучайте продуктовые этикетки на предмет содержания мальтодекстрина, солода, ксилозы, кукурузного сиропа и других заменителей сахара.
● Питание 3 раза, без перекусов, увеличенными порциями (400-500 г)
● Между приёмами пищи вода, чай, чашка натурального кофе. Кофе с молоком — уже перекус, имейте в виду
● Исключаем простые углеводы, кроме фруктов с низким гликемическим индексом и ягод на завтрак в сочетании со сложными углеводами.
● Имеем ввиду не только гликемический индекс, но и инсулинемический индекс продуктов.
● Стараемся есть побольше клетчатки, некрахмалистых овощей
● Молочная и кисломолочная продукция до 17-18 вечера
● Побольше растительных жиров: льняное масло, авокадо, орехи и т.д
● Жирная рыба 2-3 раза в неделю
● Вода 30 мл на кг идеального веса (формула Divine)
● Принимайте дополнительно добавки Омега 3 (с хорошим содержанием EPA/DHA)
ИСКЛЮЧАЕМ:
● Кондитерские изделия
● Мучные изделия из муки высшего и первого сорта
● Варенье с сахаром в составе
● Шоколадные изделия с содержанием какао менее 75%
● Сладкие газированные напитки
● Белый картофель, особенно в виде пюре
● Белый рис
● Манная крупа
● Кукурузная крупа
АНАЛИЗЫ:
● Глюкоза и инсулин. Правила проведения анализа:
a. Сдавать натощак ДО 9 УТРА.
b. Вечером накануне, последний прием пищи в 19-20 вечера, далее только вода. Не нервничать. Что покажет: позволит заподозрить наличие/отсутствие нарушений углеводного обмена: сахарного диабета, ИР
● Индекс инсулинорезистентности (HOMA, Caro) 1. Индекс Caro ниже 0,33 свидетельствует об инсулинорезистентности. 2. Индекс HOMA выше 2,86 свидетельствует об инсулинорезистентности.
Глюкозотолерантный тест, нагрузочный (ГТТ). Результаты: Норма — уровень глюкозы в крови (через 2 часа после нагрузки глюкозой) менее 7,8 ммоль/л. Нарушение толерантности к глюкозе — 7,8-11,0 ммоль/л. Сахарный диабет — свыше 11,0 ммоль/л.
