Углеводы содержатся в пищевых продуктах в виде простых (моносахариды) и сложных соединений (дисахариды и полисахариды). Моносахариды и дисахариды, содержащиеся в свекловичном, тростниковом сахаре, меде, ягодах и фруктах, усваиваются организмом довольно быстро, благодаря чему своевременно обеспечивают жизненно важные органы глюкозой. Для поддержания концентрации сахара в крови на постоянном уровне необходимо поступление с пищей сложных углеводов, которые медленно всасываются в кишечнике. В основном они содержатся в муке, крупах, картофеле и овощах в виде крахмала. Правильное соотношение в пище быстро и медленно усваивающихся углеводов обеспечивает равномерное поступление сахаров в организм в течение суток. Самые быстро усваивающиеся углеводы находятся в сахаре, меде, молоке и фруктах.
К углеводам относится также клетчатка, содержащаяся в злаковых, картофеле и овощах. Она практически не подвергается расщеплению в желудочно-кишечном тракте, но играет важную роль в процессах пищеварения: способствует секреции пищеварительных желез и регулирует опорожнение кишечника. Избыточное количество углеводов нарушает правильное соотношение основных частей пищи, что, в свою очередь, ведет к нарушению обмена веществ.
Избыточное количество углеводов в рационе способствует снижению потребления белка, ведет к задержке воды в организме и образованию повышенного количества неполноценного жира, который почти не участвует в процессах метаболизма. В регулировании метаболизма углеводов участвуют несколько гормонов и почки. Они выводят из организма избыток глюкозы, когда ее концентрация в крови очень высока.
Энергетическая взаимосвязь обмена белков, жиров и углеводов
В целостном организме, в любой его клетке и ткани процессы превращения энергии при сгорании белков, жиров и углеводов совершаются одновременно и строго согласованно между собой. Например, если нарушается обмен белков, это не может не отразиться на обмене углеводов и жиров, и наоборот.
О единстве превращений всех видов веществ в организме говорит и то, что у них возникают общие промежуточные продукты распада, из которых при определенных условиях могут образовываться либо белки, либо углеводы, либо жиры. Например, у человека, принимающего участие в ответственном соревновании, все метаболические процессы переключаются на образование максимального количества энергии, необходимой для достижения главной цели – победы. Тренировка является не чем иным, как способностью организма взаимосвязывать обменные процессы. У человека, ведущего сидячий образ жизни, процессы обмена веществ переключаются на образование запасов (такова биологическая суть организма).
У животных, впадающих зимой в спячку, за зиму полностью исчезают жировые запасы, которые, превращаясь в углеводы, используются как энергия для поддержания жизненных процессов.
Следует отметить, что наиболее легко у человека происходит превращение белков и жиров в углеводы, а углеводов в жиры. Это важно знать для понимания причин возникновения и развития некоторых болезней, в частности, ожирения. Избыточное употребление человеком пищи, содержащей большое количество углеводов, незаметно приведет его к ожирению.
Большое количество биологически важных, богатых энергией соединений, образующихся в результате обмена белков, жиров и углеводов, взаимодействуя с водой, подвергается реакции расщепления (гидролиза). Эта реакция самопроизвольная и осуществляется с выделением свободной энергии. На первом месте среди подобных реакций стоит гидролиз АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) – универсального источника энергии (метаболического горючего) для синтетических процессов (процессов обновления структур организма), а также процессов мышечного сокращения, всасывания веществ и т. п.
Энергия в теле человека постоянно образуется, накапливается, конденсируется и исчезает для того, чтобы организм нормально функционировал.
Энергетическая ценность питания
При метаболических процессах пищевых веществ выделяется энергия. Энергетическую ценность (энергоценность, калорийность) пищи выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж). 1 ккал = 4,184 кДж. В среднем 1 г жира дает 9 ккал, 1 г усвояемых углеводов – 3,75 ккал, 1 г белка – 4 ккал. Основными источниками энергии являются жиры и углеводы, а при их недостаточном поступлении – белки.