Белок: переваривание в организме. Переваривание и всасывание белков, жиров и углеводов

Некоторые полагают, что углеводы, жиры и белки всегда полностью усваиваются организмом. Многие думают, что абсолютно все присутствующие на их тарелке (и, конечно, подсчитанные) калории поступят в кровь и оставят свой след в организме. На самом деле все обстоит иначе. Давайте рассмотрим усвоение каждого из макронутриентов по отдельности.

Переваривание (усвоение) – это совокупность механических и биохимических процессов, благодаря которым поглощаемая человеком пища преобразуется в вещества, необходимые для функционирования организма.

Процесс переваривания обычно начинается уже во рту, после чего пережеванная пища попадает в желудок, где подвергается различным биохимическим обработкам (в основном на данном этапе обрабатывается белок). Продолжается процесс в тонком кишечнике, где под воздействием различных пищевых ферментов происходит превращение углеводов в глюкозу, расщепление липидов на жирные кислоты и моноглицериды, а белков – на аминокислоты. Все эти вещества, всасываясь через стенки кишечника, попадают в кровь и разносятся по всему организму.

Усвоение макронутриентов

Всасывание макронутриентов не длится часами и не растягивается на все 6,5 метров тонкой кишки. Усвоение углеводов и липидов на 80%, а белков – на 50% осуществляется на протяжении первых 70 сантиметров тонкого кишечника.

Усвоение углеводов

Усвоение различных типов происходит по-разному, так как они имеют различную химическую структуру . Для визуализации этой разницы и принципов переваривания основные этапы для простых и сложных углеводов представлены в инфографике ниже.

Как и почему отличается скорость усвоения различных углеводов?

Высокий гликемический индекс продукта означает, что в результате его переваривания подъём уровня глюкозы в крови будет значительным. Низкий гликемический индекс продукта указывает, что его усвоение организмом изменит содержание глюкозы в крови незначительно.

Диета, основанная на продуктах питания с низким ГИ, является крайне эффективной для людей с сахарным диабетом.

Для того чтобы определить гликемический индекс продукта, берется порция, содержащая 50 г или 25 г подлежащего усвоению углевода (т. е. вычитаются все неусваиваемые углеводы в продукте). Эти продукты предлагаются обычно группе из 8-10 человек, которые не ели со вчерашнего дня (т. е. соблюдали ночной пост). Замеры уровня сахара в крови (методом пробы крови из пальца) делаются с интервалами в 15-30 минут в течение двух часов.

Результаты замеров позволяют воспроизвести график (см. картинку), на котором вся площадь под полученной кривой отражает общий рост уровня сахара в крови. Эта величина делится на число, полученное от стандарта (глюкоза или белый хлеб), и умножается на 100 для получения процентной величины.

На графике вы можете видеть, как продукты с различным значением ГИ изменяют уровень глюкозы (гликемию) в крови после употребления. У завтрака с высокий гликемическим индексом — высокий пик подъема уровня глюкозы, у завтрака с низким ГИ — кривая более пологая.

Важно отметить, что пик гликемии наступает примерно в одно и то же время для всех видов углеводов, вне зависимости от того, сложен или прост состав их молекулы.

Таким образом, популярные понятия быстрых и медленных углеводов не являются корректными. Множество исследований показало, что в первоначальной теории скорость попадания глюкозы в кровь была ошибочно принята за скорость переваривания, действительно отличающуюся у разных углеводов.

За последние три десятилетия исследователи измерили гликемический индекс нескольких тысяч продуктов.

Важно понимать, что гликемический индекс не является постоянной величиной . Его значение зависит от ряда параметров: происхождение, сорт и разновидность продукта (для злаковых, фруктов), степень созревания (для фруктов), термическая и гидротермическая обработка, вид переработки продукта (дробление, измельчение до муки), а также индивидуальные особенности организма каждого человека и другие факторы.

Гликемический индекс определенных продуктов может также зависеть от того, с чем эти продукты употребляются . Оливковое масло или что-то кислое, например, уксус или лимонный сок, могут замедлить превращение крахмала в сахар и таким образом снизить гликемический индекс.

Смотреть только на какой-то один параметр не имеет смысла - необходимо комплексно рассматривать картину.

«Некоторые продукты (например, морковь, арбуз) имеют высокий ГИ, но их стандартная порция содержит так мало углеводов, что влияние на уровень сахара в крови незначительно. Другие (например, сладкая газировка) имеют умеренный ГИ, поскольку содержат достаточное количество фруктозы, которая имеет относительно незначительное влияние на уровень сахара в крови. Но они при этом могут содержать большое количество глюкозы, которая повышает уровень сахара», – предупреждает доктор Франк Ху, профессор питания и эпидемиологии в Гарвардской школе общественного здравоохранения.

Помимо ГИ для регуляции уровня глюкозы в крови диетологами было предложено также учитывать и гликемическую нагрузку продуктов (ГН) .

Гликемическая нагрузка (ГН) принимает в расчет и ГИ продукта, и количество углеводов в нём. Нередко у продуктов с высоким ГИ будет маленькая ГН. Формула подсчета ГН:

Пример:

• Кабачки готовые (ГИ=75). ГН = 75*4,9/100 = 3,68.
• Бублик пшеничный (ГИ=72). ГН = 72*58,5/100=42,12.

Шкала уровней ГН:

• ГН≤10 - минимальный уровень;
• ГН = 11-19 - умеренный уровень;
• ГН ≥20 - повышенный.

В последние годы в научной среде появилось мнение о необходимости пересмотра оценки ГИ.

Исследования показывают, что ГИ и ГН не являются достаточно надежными критериями для выбора углеводосодержащих продуктов, так как не позволяют с высокой точностью оптимизировать уровень глюкозы при составлении рациона.

Гликемический индекс продуктов и похудение

Есть достаточное количество научных данных о том, что системы питания, основанные на употреблении продуктов с низким ГИ, могут положительно влиять на снижение веса. Биохимических механизмов, которые в этом участвуют, множество, но назовем наиболее актуальные для нас:

1. Продукты с низким ГИ вызывают большее чувство сытости, нежели продукты с высоким ГИ.
2. После употребления продуктов с высоким ГИ поднимается уровень инсулина, который стимулирует всасывание глюкозы и липидов в мышцы, жировые клетки и печень, параллельно приостанавливая расщепление жиров. Как следствие, уровень глюкозы и жирных кислот в крови падает, и это стимулирует голод и новый прием пищи.
3. Продукты с разными ГИ по-разному влияют на расщепление жиров во время отдыха и во время спортивных тренировок. Глюкоза из продуктов с низким ГИ не так активно откладывается в гликоген, но зато во время тренировок гликоген не так активно сжигается, что указывает на повышенное использование жиров для этой цели.

Почему цельная пшеница предпочтительнее пшеничной муки?

• Чем продукт более измельчен (в основном относится к зерновым), тем выше ГИ продукта.

Различия между пшеничной мукой (ГИ 85) и зерном пшеницы (ГИ 15) попадают под оба этих критерия. Это значит, что уровень глюкозы в крови после употребления муки вырастает более резко, чем после употребления цельного зерна, например, булгура или полбы.

Почему мы рекомендуем свеклу и другие овощи с высоким ГИ?

• Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.
• Количество углеводов в продукте не менее важно, чем ГИ.

Свекла – это источник углеводов с более высоким содержанием клетчатки, чем мука. Несмотря на то что у нее высокий гликемический индекс, у нее низкое содержание углеводов, т. е. более низкая гликемическая нагрузка. В данном случае , несмотря на то, что ГИ у нее такой же, как и у зернового продукта, количество глюкозы, поступившее в кровь, будет намного меньше. Когда мы сравниваем цельные культуры с переработанными, важно не забывать обо всех микро- и фитонутриентах, которые присутствуют в натуральных продуктах и которых нет в полученных промышленным способом.

Все пищевые продукты, главным образом, состоят из белков, углеводов и липидов. В процессе пищеварения в желудочно-кишечном тракте млекопитающих три основных компонента пищи: углеводы, жиры и белки подвергаются ферментативному гидролизу, распадаясь при этом на составляющие строительные блоки, из которых они образованы. Этот процесс необходим для утилизации пищевых продуктов, поскольку клетки, выстилающие кишечник, способны всасывать в кровоток только относительно небольшие молекулы. Усвоение полисахаридов и даже дисахаридов становится возможным только после их полного гидролиза пищеварительными ферментами до моносахаридов. Аналогичным образом белки и липиды также должны быть гидролизованы до блоков, из которых они построены.

Процесс пищеварения начинается с ротовой полости и желудка, тогда как конечные этапы переваривания всех основных компонентов пищи и всасывание в кровь составляющих их структурных блоков происходят в тонком кишечнике. Анатомически тонкий кишечник хорошо приспособлен для выполнения этой функции, поскольку он обладает очень большой площадью поверхности, через которую происходит всасывание. Тонкий кишечник характеризуется не только большой длиной ≈ 4,5 м), но также наличием на его внутренней поверхности множества складок с большим количеством пальцевидных выступов, называемых ворсинками. Каждая ворсинка покрыта эпителиальными клетками, несущими многочисленные микроворсинки. Ворсинки создают огромную поверхность, через которую продукты переваривания быстро транспортируются в эпителиальные клетки, а из них – в капилляры кровеносной системы и в лимфатические сосуды, расположенные в стенке кишечника. Площадь поверхности тонкого кишечника человека составляет ≈ 180 м 2 , т.е. лишь немногим меньше игровой площадки теннисного корта.

В микроворсинках содержатся пучки актиновых микрофиламентов, соединенных в основаниях микроворсинок с сетью миозиновьк нитей. Эта система нитей обеспечивает волнообразные колебания микроворсинок, благодаря которым происходит местное перемешивание и лучшее всасывание переваренных питательных веществ.

Усвоение белков

Белки пищи расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот (рис. 1.1). Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гормона гастрина, который в свою очередь вызывает секрецию соляной кислоты обкладочными клетками желез слизистой желудка, а также пепсиногена главными клетками. Желудочный сок имеет рН от 1,5 до 2,5. Благодаря такой кислотности он действует как антисептик, убивая большинство бактерий и других клеток. Кроме того, в условиях низкого рН желудочного сока глобулярные белки подвергаются денатурации, их молекулы разворачиваются и вследствие этого внутренние пептидные связи полипептидных цепей становятся более доступными для ферментативного гидролиза. Пепсиноген, являющийся неактивным предшественником фермента, или зимогеном, превращается в желудочном соке в активный пепсин в результате ферментативного действия самого пепсина, т.е. путем автокатализа. В ходе этого процесса с N-конца полипептидной цепи пепсиногена отщепляются 42

	Активность
(К. Ф. 3.4.4.1)	Tyr , Phe , Tгр , Leu , Glu , Gln
(К. Ф. 3.4.4.4)	Атакует пептидные связи образованные: Lys , Arg
Химотрипсин (К. Ф. 3.4.4.5)	Атакует пептидные связи образованные: Tyr , Phe , Tr p
Карбоксипептидаза (К. Ф. 3.4.2.1)	Последовательное отщепление С-концевых остатков
Аминопептидаза (К. Ф. 3.4.1.1)	Последовательное отщепление N-концевых остатков

Рис. 1.1. – Переваривание белков: 1 – протеолитические ферменты

аминокислотных остатка в виде смеси коротких пептидов. Остающаяся интактной остальная часть молекулы пепсиногена представляет собой ферментативно активный пепсин (К. Ф. 3.4.4.1). В желудке пепсин гидролизует те пептидные связи в белках, которые образованы ароматическими аминокислотами: тирозином, фенилаланином и триптофаном, а также рядом других; в итоге из длинных полипептидных цепей образуется смесь более коротких пептидов.

Как только кислое содержимое желудка попадает в тонкий кишечник, в нем под влиянием низкого рН начинается секреция гормона секретина, поступающего в кровь. Этот гормон в свою очередь стимулирует выделение из поджелудочной железы в тонкий кишечник бикарбоната, что приводит к нейтрализации НС1 желудочного сока. В результате рН резко возрастает от 1,5–2,5, до ≈ 7. В тонком кишечнике переваривание белков продолжается. Поступление аминокислот в двенадцатиперстную кишку вызывает освобождение гормона холецистокинина, который стимулирует секрецию нескольких ферментов поджелудочной железы с оптимумом рН около 7. Три из них: трипсин (К. Ф. 3.4.4.4), химотрпсин (К. Ф. 3.4.4.5) и карбоксипептидаза (К. Ф. 3.4.2.1) – вырабатываются экзокринными клетками поджелудочной железы в виде ферментативно неактивных зимогенов: трипсиногена, химотрипсиногена и прокарбоксипептидазы, соответственно. Благодаря синтезу протеолитических ферментов в виде неактивных предшественников экзокринные клетки не подвергаются разрушению этими ферментами. Попав в тонкий кишечник, трипсиноген, под действием энтерокиназы, специализированного протеолитического фермента, секретируемого клетками кишечного эпителия, превращается в активную форму – трипсин. Свободный трипсин по мере своего образования также участвует в каталитическом превращении трипсиногена в трипсин. Образование свободного трипсина обусловлено отщеплением гексапептида от N-конца полипептидной цепи трипсиногена.

Активный центр трипсина состоит из трех аминокислотных остатков: серин-195 (принято, что нумерация аминокислотных остатков в трипсине соответствует их положениям в проферменте), гистидин-57 и аспарагиновая кислота-102. Сорбционный участок содержит карбоксильную группу аспарагиновой кислоты-189, которая определяет специфичность трипсина к положительно заряженным субстратам. Механизм каталитического гидролиза включает стадию сорбции субстрата, расщепления пептидной связи с образованием ацилфермента и переноса ацильной группы на нуклеофильный акцептор. Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные с участием карбонильных групп лизина и аргинина.

Молекула химотрипсиногена представляет собой одну полипептидную цепь с несколькими внутрицепочечными дисульфидными связями. Попав в тонкий кишечник, химотрипсиноген превращается в химотрипсин под действием трипсина, который разрывает длинную полипептидную цепь химотрипсиногена в двух местах, выстригая дипептиды. Три фрагмента, образовавшиеся из исходной цепи химотрипсиногена, удерживаются, однако, вместе посредством перекрестных дисульфидных связей. Химотрипсин гидролизует пептидные связи, образованные остатками фенилаланина, тирозина и триптофана. Следовательно, трипсин и химотрипсин расщепляют полипептиды, образовавшиеся в желудке под действием пепсина, на пептиды меньшей величины. Этот этап переваривания белков протекает с очень высокой эффективностью, поскольку пепсин, трипсин и химотрипсин проявляют при гидролизе полипептидных цепей разную специфичность в отношении пептидных связей, образованных разными аминокислотами.

Деградация коротких пептидов в тонком кишечнике осуществляется другими пептидазами. К ним относится в первую очередь карбоксипептидаза – цинксодержащий фермент, синтезируемый в поджелудочной железе в виде неактивного зимогена прокарбоксипептидазы. Активный центр карбоксипептидазы имеет форму кармана, в полости которого находится атом Zn. В активный центр входят также остатки глутаминовой кислоты, тирозина и аргинина. Функция последнего в механизме катализа – связывание С-концевой карбоксильной группы. Карбоксипептидаза последовательно отщепляет от пептидов С-концевые остатки.

Тонкий кишечник секретирует также аминопептидазу (К. Ф. 3.4.1.1), отщепляющую от коротких пептидов один за другим N-концевые остатки.

В результате последовательного действия этих протеолитических ферментов и пептидаз перевариваемые белки в конечном итоге превращаются в смесь свободных аминокислот, которые далее транспортируются через эпителиальные клетки, выстилающие тонкие кишки. Свободные аминокислоты проникают в капилляры ворсинок и переносятся кровью в печень.

В желудочно-кишечном тракте человека не все белки перевариваются целиком. Большинство животных белков почти полностью гидролизуются до аминокислот, однако ряд фибриллярных белков, например кератин, переваривается только частично. Многие белки растительной пищи, в частности белки зерен злаков, неполностью расщепляются в силу того, что белковая часть семян и зерен покрыта неперевариваемой целлюлозной оболочкой (шелухой).

Известно редкое заболевание стеаторрея (упорный понос), при котором ферменты кишечника не способны переваривать определенные водорастворимые белки зерна, в частности глиадин, повреждающий эпителиальные клетки кишечника. Из пищи таких больных исключают зерновые продукты. Другим заболеванием, связанным с отклонением от нормы активности протеолитических ферментов пищеварительного тракта, является острый панкреатит. При этом заболевании, обусловленном нарушением процесса выделения сока поджелудочной железы в кишечник, предшественники протеолитических ферментов (зимогены) превращаются в соответствующие каталитически активные формы слишком рано, будучи еще внутри клеток поджелудочной железы.

В результате эти мощные ферменты воздействуют на ткань самой железы, вызывая глубокое и очень болезненное разрушение органа, что может привести к смертельному исходу. В норме зимогены, выделяемые поджелудочной железой, не активируются до тех пор, пока не попадут в тонкий кишечник. Поджелудочная железа защищается от самопереваривания и другим путем: в ней синтезируется особый белок – специфический ингибитор трипсина. Поскольку свободный трипсин активирует не только трипсиноген и химотрипсиноген, но также и зимогены двух других пищеварительных ферментов: прокарбоксипептидазу и проэластазу, ингибитор трипсина успешно предотвращает преждевременное образование свободных протеолитических ферментов в клетках поджелудочной железы.

Усвоение углеводов

У человека из углеводов перевариваются в основном полисахариды: крахмал и целлюлоза, содержащиеся в растительной пище. Крахмал полностью расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта до составляющих их структурных блоков, а именно свободной D -глюкозы (рис. 1.2). Этот процесс начинается во рту во время пережевывания пищи благодаря действию фермента амилазы, выделяемого слюнными железами. Амилаза слюны гидролизует многие из α-(1→4)-гликозидных связей в крахмале и в гликогене. При этом образуется смесь, состоящая из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов.

Переваривание крахмала и других усвояемых полисахаридов с образованием D -глюкозы продолжается и завершается в тонком кишечнике, главным образом, под действием амилазы поджелудочной железы, которая синтезируется в поджелудочной железе и поступает через проток поджелудочной железы в верхний отдел тонкого кишечника. Этот отдел тонкого кишечника с наиболее высокой пищеварительной активностью называется двенадцатиперстной кишкой.

Целлюлоза у большинства млекопитающих не подвергается ферментативному гидролизу и не используется из-за отсутствия ферментов, способных расщеплять β-(1→4)-связи между последовательными остатками D -глюкозы в целлюлозе. Вместе с тем непереваренная целлюлоза из растительной пищи создает ту массу (называемую иногда «клетчаткой» или «грубым кормом»), которая способствует нормальной перистальтике кишечника. У жвачных животных целлюлоза подвергается перевариванию, но не прямым путем, а под действием бактерий, находящихся в их рубце (желудке). Эти бактерии гидролизуют целлюлозу до D -глюкозы и далее сбраживают D -глюкозу до лактата, ацетата и пропионата, которые всасываются и поступают в кровь. Далее лактат и пропионат в печени жвачных превращаются в сахар крови.

Гидролиз дисахаридов катализируют ферменты, находящиеся в наружном крае эпителиальных клеток, выстилающих тонкий кишечник. Сахароза, или тростниковый сахар, гидролизуется с образованием D -глюкозы и D -фруктозы под действием сахаразы, называемой также инвертазой (К. Ф. 3.2.1.26); лактоза гидролизуется до D -глюкозы и D -галактозы под действием лактазы, называемой также β-галактозидазой (К. Ф. 3.2.1.23); в результате гидролиза мальтозы под действием мальтазы образуются две молекулы D -глюкозы. Многим представителям азиатских и африканских рас во взрослом состоянии свойственна непереносимость лактозы, обусловленная исчезновением в их тонком кишечнике лактазной активности, имевшейся в грудном и детском возрасте. У людей с непереносимостью лактозы этот сахар остается в кишечнике в нерасщепленном виде и часть его подвергается сбраживанию под действием микроорганизмов. Это вызывает диаррею и образование газов в кишечнике.

Рис. 1.2. – Переваривание углеводов: 1 и 2 – амилолитические ферменты; 3 – сахараза (К. Ф. 3.2.1.26); 4 – лактаза (К. Ф. 3.2.1.23)

В эпителиальных клетках, выстилающих тонкий кишечник, D -фруктоза, D -raлактоза и D -манноза частично превращаются в D -глюкозу. Смесь всех этих простых гексоз поглощается эпителиальными клетками, выстилающими тонкий кишечник, и доставляется кровью в печень.

Усвоение жиров

Переваривание триацилглицеролов (нейтральных жиров) начинается в тонком кишечнике, куда из поджелудочной железы поступает зимоген пролипаза. Здесь пролипаза превращается в активную липазу (К. Ф. 3.1.1.3), которая в присутствии желчных кислот и специального белка, называемого колипазой, присоединяется к капелькам триацилглицеролов и катализирует гидролитическое отщепление одного или обоих крайних жирнокислотных остатков с образованием смеси свободных жирных кислот в виде их Na + - или К + -солей (мыл) и 2-моноацилглицеролов. Небольшое количество триацилглицеролов остается при этом негидролизованным (рис. 1.3).

Жирные кислоты

Рис. – 1.3. Переваривание липидов: 1 – липаза (К. Ф. 3.1.1.3), желчные кислоты, Na +

Образовавшиеся мыла и нерасщепленные ацилглицеролы эмульгируются в виде мелких капелек под действием перистальтики (перемешивающие движения кишечника), а также под влиянием солей желчных кислот и моноацилглицеролов, которые являются амфипатическими соединениями и потому функционируют как детергенты. Жирные кислоты и моноацилглицеролы из этих капелек поглощаются кишечными клетками, где из них в основном вновь синтезируются триацилглицеролы. Далее триацилглицеролы проникают не в капилляры крови, а в небольшие лимфатические сосуды кишечных ворсинок – лактеали (иначе – млечные, или хилёзные, сосуды). Оттекающая от тонких кишок лимфа, называемая хилус (млечный сок), после переваривания жирной пищи напоминает по виду молоко из-за обилия взвешенных в ней хиломикронов – мельчайших капелек эмульгированных триацилглицеролов диаметром около 1 мкм. Хиломикроны имеют гидрофильную оболочку, состоящую из фолипидов и специального белка, который удерживает хиломикроны во взвешенном состоянии. Хиломикроны проходят через грудной проток в подключичную вену. После потребления жирной пищи даже плазма крови становится опалесцирующей из-за высокой концентрации в ней хиломикронов, но эта опалесценция исчезает через 1–2 ч, т.к. триацилглицеролы выводятся из крови, поступая главным образом в жировую ткань.

Эмульгированию и перевариванию липидов в тонком кишечнике способствуют соли желчных кислот. Соли желчных кислот человека – это в основном гликохолат натрия и таурохолат натрия, обе они являются производными холевой кислоты, которая количественно преобладает среди четырех основных желчных кислот, присутствующих в организме человека. Соли желчных кислот являются мощными эмульгаторами; они поступают из печени в желчь, которая изливается в верхний отдел тонкого кишечника. После завершения всасывания жирных кислот и моноацилглицеролов из эмульгированных капелек жира в нижнем отделе тонкого кишечника происходит обратное всасывание также и солей желчных кислот, способствовавших этому процессу. Они возвращаются в печень и используются повторно. Таким образом, желчные кислоты постоянно циркулируют между печенью и тонким кишечником.

Желчные кислоты играют исключительно важную роль в усвоении не только триацилглицеролов, но и вообще всех жирорастворимых компонентов пищи. Если желчные кислоты образуются или секретируются в недостаточном количестве, как это имеет место при ряде заболеваний, то непереваренные и непоглощенные жиры появляются в кале. При этом ухудшается всасывание жирорастворимых витаминов A, D, Е и К и может возникнуть пищевая недостаточность витамина А.

Расщепленные питательные вещества попавшие в кровь транспортируются в печень. В клетках печени – гепатоцитах глюкоза, аминокислоты и свободные жирные кислоты включаются в обменные процеесы организма.

Таким образом, процесс усвоение пищевых продуктов у млекопитающих осуществляется в желудочно-кишечном тракте и основан на ферментативно-кислотном гидролизе:

· полисахаридов (крахмала и целлюлозы) до ди- и моносахаридов,

· белков до аминокислот,

· липидов до жирных кислот, с последующим всасыванием клетками тонкого кишечника в кровь, поступлением с кровотоком в печень и включением в обменные процессы организма.



Пища, поступающая в организм человека, не может быть усвоена и использована для пластических целей и образования жизненной энергии, так как её физическое состояние и химический состав очень сложны. Для превращения пищи в легкоусвояемое организмом состояние у человека есть специальные органы, осуществляющие пищеварение.

Пищеварение - совокупность процессов, обеспечивающих физическое изменение и химическое расщепление пищевых веществ на простые составные водорастворимые соединения, способные легко всасываться в кровь и участвовать в жизненно важных функциях организма человека.

Пищеварительный аппарат человека состоит из следующих органов: ротовая полость (ротовое отверстие, язык, зубы, жевательные мышцы, слюнные желёзы, желёзы слизистой оболочки полости рта), глотка, пищевод, желудок, двенадцатипёpcтнaя кишка, поджелудочная железа, печень, тонкий кишечник, толстый кишeчник с прямой кишкой. Пищевод, желудок, кишечник состоят из трёх оболочек: внутренней - слизистой, в которой расположены желёзы, выделяющие слизь, а в ряде органов - и пищеварительные соки; средней - мышечной, обеспечивающей путём сокращения передвижение пищи; наружной - серозной, выполняющей роль покровного слоя.

У человека в течение суток выделяется около 7 л пищеварительных соков, в состав которых входят: вода, разжижающая пищевую кашицу, слизь, способствующая лучшему передвижению пищи, соли и ферменты-катализаторы биохимических процессов, расщепляющие пищевые вещества на простые составные соединeния. В зависимости от действия на те или иные вещества ферменты делятся на протеазы , расщепляющие белки (протеины), амилазы, расщепляющие углеводы, и липазы, расщепляющие жиры (липиды). Каждый фермент активен только в определенной среде (кислой, или щелочной, или нейтральной). В результате расщепления из белков получаются аминокислоты, из жиров - глицерин и жирные кислоты, из углеводов в основном - глюкоза. Вода минеральные соли, витамины, содержащиеся в пище, в процессе пищеварения не претерпевают изменений.

Пищеварение в ротовой полости

Ротовая полость - это передний начальный отдел пищеварительного аппарата. С помощью зубов, языка и мышц щёк пища подвергается первоначальной механической переработке, а с помощью слюны - химической.

Слюна - пищеварительный сок слабощелочной реакции, вырабатываемый тремя парами слюнных желёз (околоушными, подъязычными, подчелюстными) и поступающий в ротовую полость по протокам. Кроме того, слюна выделяется слюнными желёзами губ, щёк и языка. Всего за сутки вырабатывается около 1 л слюны разной консистенции: густая слюна выделяется для переваривания жидкой пищи, жидкая - для сухой пищи. В слюне содержатся ферменты амилаза (птиалин), который расщепляет крахмал до мальтозы, фермент мальтаза, расщепляющий мальтозу до глюкозы, и фермент лизоцuм , обладающий антимикробным действием.

Пища в ротовой полости находится сравнительно короткое время (10-25 с). Пищеварение во рту сводится в основном к образованию пищевого комка, подготовленного к проглатыванию. Химическое воздействие слюны на пищевые вещества в ротовой полости ничтожно из-за непродолжительного пребывания пищи. Действие её продолжается в желудке до полного пропитывания пищевого комка кислым желудочным соком. Однако обработка пищи во рту имеет большое значение для дальнейшего xoда пищеварительного процесса, так как акт еды это мощный рефлекторный возбудитель деятельности всех пищеварительных органов. Пищевой комок с помощью координированных движений языка и щёк продвигается к глотке, где совершается акт глотания. Из полости рта пища поступает в пищевод.

Пищевод - мышечная трубка длиной 25-30 см, по которой благодаря сокращению мускулатуры пищевой комок передвигается к желудку за 1-9 с в зависимости от консистенции пищи.

Пищеварение в желудке. Желудок - самая широкая часть пищеварительного тракта. Он представляет собой полый орган, состоящий из входа, дна, тела и выхода. Входное и выходное отверстия закрываются мышечным валиком (жомом). Объём желудка взрослого человека составляет около 2 л, но может увеличиваться до 5 л. Внутренняя слизистая оболочка желудка собрана в складки, что увеличивает её поверхность. В толще слизистой оболочки размещено до 25000000 желёз, вырабатывающих желудочный сок и слизь.

Желудочный сок представяет собой бесцветную жидкость кислой реакции, содержащую 0,4-0,5% соляной кислоты, которая активизирует ферменты желудочного сока и оказывает бактерицидное воздействие на микробы, попадающие в желудок с пищей. В состав желудочного сока входят ферменты: пепсин , химозин (сычужный фермент), липаза . Фермент пепсин расщепляет белки пищи на более простые вещества (пептоны и альбумозы), которые подвергаются дальнейшему перевариванию в тонком кишечнике. Химозин содержится в желудочном соке грудных детей, свёртывая у них в желудочке белок молока. Липаза желудочного сока расщепляет только эмульгированные жиры (молока, майонеза) до глицерина и жирных кислот.

Человеческий организм выделяет желудочного сока 1,5-2,5 л в сутки в зависимости от количества и состава пищи. Пища в желудке переваривается от 3 до 10 ч в зависимости от состава, объёма, консистенции и способа её обработки. Пища жирная, плотная находится в желудке дольше, чем жидкая, содержащая углеводы.

Механизм секреции желудочного сока - это сложный процесс, состоящий из двух фаз. Первая фаза желудочной секреции представляет собой условный и безусловный рефлекторный процесс, зависящий от внешнего вида, запаха и условий приёма пищи. Этот желудочный сок великий русский ученый-физиолог И. П. Павлов назвал «аппетитным» или «запальным», от которого зависит дальнейший ход пищеварения. Вторая фаза желудочной секреции связана с химическими возбудителями пищи и называется нервно-химической. Механизм секреции желудочного сока зависит также от действия специфических гормонов пищеварительных органов. В желудке происходит частичное всасывание в кровь воды и минеральных солей.

После переваривания в желудке пищевая кашица небольшими порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника - двенадцатипёрстную кишку, где пищевая масса подвергается активному воздейсвию пищеварительных соков поджелудочной железы, печени и слизистой оболочки самой кишки.

Поджелудочная железа - пищеварительный орган, состоит из клеток, образующих дольки, которые имеют выводные протоки, соединяющиеся в общий проток. По этому протоку пищеварительный сок поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку (до 0,8 л в сутки). Железа вырабатывает пищеварительные ферменты, бикарбонат натрия, который нейтрализует желудочную (соляную) кислоту, а также гормоны, включая инсулин и гликагон, регулирующие уровень сахара в крови.

Пищеварительный сок поджелудочной железы представляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелочной реакции. В его состав входят ферменты: трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза, мальтаза. Трипсин и химотрипсин расщепляют белки, пептоны, альбумозы, поступившие из желудка, до полипептидов. Липаза с помощью желчи расщепляет жиры пищи до глицерина и жирных кислот. Амилаза и мальтаза расщепляют крахмал до глюкозы. Кроме того, в поджелудочной железе есть специальные клетки (островки Лангерганса), вырабатывающие гормон инсулин , поступающий в кровь. Этот гормон регулирует углеводный обмен, способствуя усвоению сахара организмом. При отсутствии инсулина возникает заболевание сахарный диабет.

Печень - крупная железа массой до 1,5-2 кг, состоящая из клеток, вырабатывающих желчь до 1 л в сутки. Желчь - жидкость от светло-жёлтого до тёмно-зелёного цвета, слабощелочной реакции, активизирует фермент липазу поджелудочного и кишечного сока, эмульгирует жиры, способствует всасыванию жирных кислот, усиливает движение (перистальтику) кишечника, подавляет гнилостные процессы в кишечнике.

Желчь из печёночных протоков поступает в желчный пузырь тонкостенный грушевидный мешок объёмом 60 мл. В процессе пищеварения желчь из желчного пузыря по протоку вытекает в двенадцатиперстную кишку. Кроме процесса пищеварения печень участвует в обмене веществ и кроветворении, задерживании и обезвреживании ядовитых веществ, поступивших в кровь в процессе пищеварения.

Пищеварение в тонком кишечнике

Длина тонкого кишечника составляет 5-6 м. В нём завершается процесс пищеварения благодаря соку поджелудочной железы, желчи и кишечному соку, выделяемому желёзами слизистой оболочки кишечника (до 2 л в сутки).

Кишечный сок представляет собой мутноватую жидкость щелочной реакции, в состав которой входят слизь и ферменты: полипептидазы и дипептидазы , расщепляющие (гидролизующие) полипептиды до аминокислот; липаза , расщепляющая жиры до глицерина и жирных кислот; амилаза и мальтаза , переваривающие крахмал и мальтозу до глюкозы; сахараза , расщепляющая сахарозу до глюкозы и фруктозы; лактаза , расщепляющая лактозу до глюкозы и галактозы.

Основным возбудителем секретной деятельности кишечника являются химические вещества, содержащиеся в пище, желчь и сок поджелудочной железы.

В тонком кишечнике пищевая кашица (химус) перемешивается, распределяется тонким слоем по стенке, где происходит заключительный процесс пищеварения - всасывание продуктов расщепления пищевых веществ, а также витаминов, минеральных веществ, воды в кровь. Здесь водные растворы питательных веществ, образовавшихся в процессе пищеварения, через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта прони-кают в кровеносные и лимфатические сосуды.

В стенках тонкого кишечника имеются специальные органы всасывания - ворсинки, которых насчитывается 18-40 шт. на 1 мм 2 . Питательные вещества всасываются через поверхностный слой ворсинок. Аминокислоты, глюкоза, вода, минеральные вещества, витамины, растворимые в воде, поступают в кровь. Глицерин и жирные кислоты в стенках ворсинок образуют капельки жира, свойcтвенныe человеческому организму, которые проникают в лимфу, а затем в кровь. Далее кровь по воротной вене поступает в печень, где очистившись от ядовитых веществ пищеварения, снабжает питательными веществами все ткани и органы.

Роль толстого кишечника в процессе пищеварения.

В толстый кишечник поступают непереваренные остатки пищи. Незначительное количество желёз толстого кишечника выделяет малоактивный пищеварительный сок, который частично продолжает переваривание пищевых веществ. В толстых кишках содержится большое количество бактерий, вызывающих брожение остатков углеводов, гниение остатков белка и частичное расщепление клетчатки. При этом образуется ряд вредных для организма ядовитых веществ (индол, скатол, фенол, крезол), которые всасываются в кровь , а затем обезвреживаются в печени.

Состав бактерий толстого кишечника зависит от состава поступающей пищи. Так, молочно-растительная пища создаёт благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий, а пища, богатая белком, способствует развитию гнилостных микробов. В толстых кишках происходит всасывание в кровь основной массы воды, в результате чего содержимое кишечника уплотняется и перемещается к выходу. Удаление каловых масс из организма осуществляется через прямую кишку и называется дефекацией .

Впервые, мысль о работе над этой статьей, зародилась давно, по прочтении постов «ДО и ПОСЛЕ»; « о моносахаридах…»; «о крахмале…» ...

Потом, на сайте многократно выкладывалась таблица о совместимости продуктов

Теперь вот пост, в котором сказано: ...." о возникновении привычки совмещать несовместимые ингредиенты в одном блюде, например в салате «Оливье»"

Но ведь во многих продуктах, ОДНОВРЕМЕННО, содержаться и белки, и жиры, и углеводы (см. справочники).

Поэтому решил, что пора самым серьезным образом разобраться в сути этого "несовмещения" и вообще о правильном, качественном питании и пищеварении.

Пищеварение

Процесс пищеварения начинается во рту. Все пищевые продукты дробятся на более мелкие частицы при помощи разжевывания, они тщательно насыщаются слюной. Что касается химической стороны пищеварения, то только пищеварение крахмала. начинается во рту. Слюна во рту, обычно представляющая собой щелочную жидкость, содержит энзим, называемый птиалином, он действует на крахмал, расщепляя его до мальтозы (комплексный сахар), на нее в кишечнике действует энзим мальтоза, превращая ее в простой сахар (декстрозу). Действие птиалина на крахмал является подготовительным, поскольку мальтоза не может действовать на крахмал. Считают, что амилаза (энзим панкреатической секреции), способная расщеплять крахмал, действует на крахмал сильнее, чем птиалин, так что крахмал, который не переварился во рту и желудке, может быть расщеплен на мальтозу и ахроодекстрин при условии, конечно, что он не подвергся ферментации прежде, чем достиг кишечника.

Переваривание белков. Этапы и последовательность переваривания белков

Переваривание белков в желудке. Пепсин — важный фермент желудка, расщепляющий белки. Пепсин только начинает процесс переваривания белка, обычно обеспечивая только 10-20% полного переваривания белков и превращение их в альбумозы, пептоны и мелкие полипептиды. Это расщепление белков происходит в результате гидролиза пептидной связи между аминокислотами.

Переваривание белка преимущественно происходит в верхних отделах тонкого кишечника, в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке под воздействием протеолитических ферментов, секретируемых поджелудочной железой. Частично расщепленные продукты белковой пищи, поступая в тонкий кишечник из желудка, подвергаются воздействию главных протеолитических панкреатических ферментов: трипсина, хемотрипсина, карбоксиполипептидазы и проэластазы.

Заключительный этап переваривания белков в просвете кишечника обеспечивается энтероцитами тонкого кишечника, которые покрыты ворсинками, преимущественно в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке.

Более 99% конечных продуктов переваривания белков, которые всасываются, являются одиночными аминокислотами. Очень редко происходит всасывание пептидов и чрезвычайно редко всасывается целая молекула белка. Даже крайне малое число всосавшихся молекул цельного белка может иногда вызывать серьезные аллергические или иммунологические нарушения.

Переваривание углеводов. Последовательность переваривания углеводов в ЖКТ

В пищевом рационе человека встречаются только три основных источника углеводов: (1) сахароза, которая является дисахаридом и широко известна как тростниковый сахар; (2) лактоза, являющаяся дисахаридом молока; (3) крахмал — полисахарид, представленный практически во всей растительной пище, в особенности в картофеле и различных видах зерновых. Другими углеводами, усваиваемыми в небольшом количестве, являются амилоза, гликоген, алкоголь, молочная кислота, пиро-виноградная кислота, пектины, декстрины и в наименьшем количестве — производные углеводов в мясе.

Пища также содержит большое количество целлюлозы, которая является углеводом. Однако в пищеварительном тракте человека не существует фермента, способного расщепить целлюлозу, поэтому целлюлоза не рассматривается как пищевой продукт, пригодный для человека.

Переваривание углеводов в ротовой полости и желудке. Когда пища пережевывается, она смешивается со слюной, которая содержит пищеварительный фермент птиалин (амилазу), секретирующийся в основном околоушными железами. Этот фермент гидролизует крахмал на дисахарид мальтозу и другие небольшие глюкозные полимеры, содержащие от 3 до 9 молекул глюкозы. Однако в ротовой полости пища находится короткое время, и, вероятно, до акта глотания гидролизуется не более 5% крахмала.

Переваривание крахмала продолжается в теле и дне желудка еще в течение 1 ч до тех пор, пока пища не начнет перемешиваться с желудочным секретом. Затем активность амилазы слюны блокируется соляной кислотой желудочного секрета.Несмотря на это, в среднем до 30-40% крахмала гидролизуется в мальтозу прежде, чем пища и сопутствующая ей слюна полностью перемешаются с желудочными секретами.

Переваривание углеводов в тонком кишечнике . Переваривание панкреатической амилазой. Секрет поджелудочной железы, как и слюна, содержит большое количество амилазы,но в несколько раз эффективнее. Таким образом, не более чем через 15-30 мин после того, как химус из желудка попадет в двенадцатиперстную кишку и смешается с соком поджелудочной железы, фактически все углеводы оказываются переваренными.

В результате прежде чем углеводы выйдут за пределы двенадцатиперстной кишки или верхнего отдела тощей кишки, они почти полностью превращаются в мальтозу и/или в другие очень небольшие полимеры глюкозы.

Дисахариды перевариваются сразу, как только соприкасаются с энтероцитами, выступающими ворсинками тонкого кишечника.

Лактоза расщепляется на молекулу галактозы и молекулу глюкозы. Сахароза расщепляется на молекулу фруктозы и молекулу глюкозы. Мальтоза и другие небольшие глюкозные полимеры расщепляются на многочисленные молекулы глюкозы. Таким образом, конечными продуктами переваривания углеводов являются моносахариды. Все они растворяются в воде и мгновенно всасываются в портальный кровоток.

В обычной пище , в которой из всех углеводов больше всего крахмала, более 80% конечного продукта переваривания углеводов составляет глюкоза, а галактоза и фруктоза — редко более 10%.

Переваривание жиров. Этапы переваривания жиров в кишечнике

Переваривание жиров в кишечнике . Небольшое количество триглицеридов переваривается в желудке под действием лингвальной липазы, которая секретируется железами языка в ротовой полости и проглатывается вместе со слюной. Количество перевариваемых таким образом жиров составляет менее 10%, а потому не существенно. Основное переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, о чем сказано далее.

Эмульгирование жиров желчными кислотами и лецитином. Первый этап переваривания жиров заключается в физическом разрушении капель жира на мелкие частицы, поскольку водорастворимые ферменты могут действовать только на поверхности капли. Этот процесс называют эмульгированием жиров, он начинается в желудке с перемешивания жиров с другими продуктами переваривания желудочного содержимого.

Далее основной этап эмульгирования происходит в двенадцатиперстной кишке под влиянием желчи, секрета печени, который не содержит пищеварительных ферментов. Однако желчь содержит большое количество желчных солей, а также фосфолипид — лецитин. Эти компоненты, в особенности лецитин, чрезвычайно важны для эмульгирования жиров. Полярные частицы (места, в которых происходит ионизация воды) желчных солей и молекул лецитина хорошо растворимы в воде, тогда как большая оставшаяся часть этих молекул хорошо растворима в жирах.

Таким образом, жирорастворимые порции секрета печени растворяются в поверхностном слое жировых капель вместе с выступающей полярной частью. В свою очередь, выступающая полярная часть растворима в окружающей водной фазе, что значительно снижает поверхностное натяжение жиров и делает их также растворимыми.

Когда поверхностное натяжение капли нерастворимой жидкости низкое, нерастворимая в воде жидкость во время перемещения значительно легче разрушается на множество мелких частиц, чем при более высоком поверхностном натяжении. Следовательно, основная функция желчных солей и лецитина — делать капли жира способными к легкому размельчению при перемешивании с водой в тонком кишечнике. Это действие аналогично действию синтетических моющих средств, широко используемых в домашнем хозяйстве для устранения жира.

Связь гликемического и инсулинового индексов.

При составлении меню питания, весьма важно понимание еще одного показателя, связанного с этим индексом. Речь идет о так называемой «гликемической нагрузке» (Glycemic Load - GL ). Этот показатель позволяет судить о фактическом уровне «гликемической нагрузки» при потреблении конкретного количества углеводов в порции того или иного блюде и во всем суточном пищевом рационе в целом.

Поясним значение индекса гликемической нагрузки (GL ) и его расчета следующим примером. Предположим, что для приготовления блюда (каши) мы хотим использовать 30 г белого риса. Какова же будет фактическая углеводная нагрузка этого блюда? Следуя простым арифметическим правилам рассчитываем, что ежели гликемический индекс 100 г белого риса равен 70, то углеводная нагрузка (GL ) при использовании 30 г составит 21 (30х70: 100 = 21). Аналогично, рассчитвается углеводная нагрузка любого другого углеводного продукта. Т.е., предназначенное для использования конкретное содержание углеводов в порции умножаем на значение гликемического индекса данного продукта и результат умножения делим на 100.

Лицам с избыточной массой тела, больным сахарным диабетом а также некоторыми другими заболеваниями и состояниями, при которых требуется диетическое питание с ограничением количества потребляемых углеводов, следует так формировать свой суточный пищевой рацион, чтобы его суммарный гликемический индекс не превышал 80 - 100.

Приводим сравнительные значения гликемических и инсулиновых (в скобках) индексов некоторых пищевых продуктов и изделий: каша овсяная - 60 (40), макаронные изделия из белой муки - 46(40), рис белый - 110 (79), рис коричневый - 104 (79), хлеб ржаной - 60 (56), хлеб белый - 100 (100), картофель - 141(121), яйца - 42 (31), говядина - 21(51), рыба - 28 (59), яблоки - 50 (59), апельсины - 39(60), бананы - 79 (81), виноград - 74(82), мороженое - 70(89), батончики «Марс» - 79(112), йогурт - 62(115), молоко - 30 (90), мюсли - 60 (40), хлопья кукурузные - 76 (75).

Из приведенных выше данных видно, что хотя между инсулиновым и гликемич e скими индексами пищевых продуктов в большинстве случаев существует пропорциональная связь (выше гликемический идекс, выше и инсулиновый, и наоборот), такая зависимость не является обязательной для всех продуктов. Было обнаружено, что продукты, богатые белком и содержащие жиры углеводы, имеют инсулиновый индекс (ответ) непропорционально более высокий, нежели гликемический индекс этих продуктов.

Интерпретация подобного реагирования затруднительна. С одной стороны положительным является то, что повышение уровня инсулина способствует более низкому уровню постпрандиальной гликемии. Однако, отрицательным является то, что для достижения такого эффекта организм будет способствоать истощению бета-клеток поджулодочной железы и развитию второго типа диабета.

Непропорциональное повышение ИИ имеет свои обяснения. По мнению С.Холт и ее соавторов это связано с тем, что инсулин помогает усвоению пищи не только в плане усвоения углеводов. Он нужен для аминокислот в мышечных клетках, участвующих в процессе усвоения углеводов. Повышенный инсулин нужен и потому, что при потреблении белковых продуктов происходит выброс из печени глюкагона, повыщающего уровень сахара в крови. Для здоровых людей это не является проблемой. Иная картина при диабете, когда нарушен физиологический механизм компенсации и организму намного труднее компенсировать гликемию, т.к. он вынужден справляться еще и с дополнительной углеводной нагрузкой, вызванной выбросом глюкагона из печени под влиянием белковых продуктов

По уровню ИИ пищевые продукты делятся на три группы.

Первая . Обладающие высоким ИИ. К ним относятся хлеб, молоко, йогурт, кондитерские изделия, картофель, готовые завтраки

Вторая. Продукты с умеренно высоким (средним) уровнем И.И. - говядина, рыба

Третья. Продукты с низким ИИ. - яйца, крупа гречневая, крупа овсяная, мюсли.

Из сказанного следует важный для диетологии вывод:

при потреблении некоторых белковых продуктов с низким гликемическим индексом (например, говядины), для достижения относительно низкой гликемии выброс инсулина может оказаться непропорционально более высоким, чем при потреблении большинства углеводных продуктов.

Необходимо учитывать не только содержание углеводов в пище, но их энергетичскую ценность. При одинаковом содержании углеводов, энергетическая ценность продуктов за счет белков и жиров более высока и это в свою очередь обусловливает потребность в более высокой инсулинемии.

Из этого следует, что только гликемический индекс пищевых продуктов далеко не всегда характеризует необходимую для их усвоения потребность в инсулине и нагрузку на его выделение бета-клетками поджелудочной железы. Это наблюдение имеет очень важное практическое значение, т.к. позволяет более правильно регулировать инсулинотерапию при сахарном диабете.
Кроме того, равные порции углеводов, продуктов питания, не обязательно стимулирует секрецию инсулина в той же степени. Например, изоэнергетической порций макарон и картофеля как содержащиеся ~ 50г углеводов, но ИС для картофеля был в три раза больше, чем для макарон.

В диетологии принята следующая шкала уровней гликемической нагрузки отдельных порций (приемов, блюд) пищи: низким считается GL до 10, средним - от 11 до 19, высоким - более 20.

Зная, чему равен ГИ исходных продуктов и индекс гликемической нагрузки фактического рациона питания можно оценить и отрегулировать общий уровень и допустимость гликемической нагрузки за сутки. Обычная суммарная повседневная пищевая нагрузка по гликемическому индексу колеблется в широких пределах, в среднем между 60 и 180. Низким считается уровень суммарной гликемической нагрузки (GL ) не превышающий 80, средним - от 81 до 119, высоким - 120 и более.

Реактивная гипогликемия возникает при одновременном употреблении большого количества углеводов. Возросший уровень инсулина подает печени сигнал об одновременном поступлении большого количества сахара. Чтобы уберечь мозг (избыток глюкозы опасен для него), печень начинает превращать сахар в жир. Поступление сахара уменьшается, и мозг, не получая достаточного количества энергии, посылает сигнал надпочечникам, требуя увеличить выработку адреналина. Под действием адреналина запасы сахара из печени поступают в кровь, чтобы поддержать на постоянном уровне снабжение мозга сахаром. В это время мозг начинает требовать, чтобы вы съели еще что-нибудь, содержащее углеводы. После того как вы подчинитесь требованию мозга, уровень инсулина возрастает, печень опять превращает почти весь поступивший сахар в жир — круг замкнулся.

Углеводы, инсулин и глюкагон

Углеводы — это сахар

Углеводы подразделяются на простые и сложные. Молекулы простых углеводов состоят из одной или двух молекул сахара, молекулы сложных углеводов представляют собой цепочку из трех и более молекул сахара, соединенных между собой. Углеводы содержатся во многих продуктах питания, настоящих и «искусственных»: крупах и злаковых хлопьях, крахмалистых овощах, фруктах, большинстве молочных продуктов, хлебе, макаронах и сладостях. В пищеварительном тракте происходит расщепление простых (фрукты, конфеты) и сложных (овощи, крупы) углеводов на одиночные молекулы сахара (моносахариды). Следовательно, все углеводы — это сахар.

Инсулин и глюкагон

Способность организма использовать углеводы, поступающие с пищей, зависит от соотношения уровней инсулина и глюкагона — двух основных гормонов поджелудочной железы, регулирующих распределение питательных веществ в организме.

Глюкагон — гормон, под действием которого печень начинает высвобождать сахар (глюкозу), благодаря чему повышается уровень глюкозы в крови, поступающей в мозг и клетки тела. Помимо этого, глюкагон заставляет клетки высвобождать жир (для использования его в качестве энергии) и белки (чтобы использовать их в качестве строительных материалов).

Если глюкагон отвечает за использование питательных веществ, то инсулин — за их хранение. Под действием инсулина сахар, жир и белки направляются из кровеносного русла в клетки. Процесс миграции питательных веществ из крови в клетки имеет жизненно важное значение по двум причинам. Во-первых , при этом клетки получают энергию и строительные материалы, необходимые для их жизнедеятельности и обновления, а уровень сахара в крови поддерживается в сбалансированном состоянии, что защищает мозг от опасных для него перепадов концентрации сахара. во-вторых , инсулин сообщает печени о поступлении в организм избыточного количества сахара, и печень начинает превращать лишний сахар в жир.

От соотношения уровней инсулина и глюкагона зависит, будет ли съеденная нами пища использована организмом для получения энергии и строительных материалов , или же превратится в жировые запасы.

При низком соотношении уровней инсулина и глюкагона (т. е. при относительно высоком уровне глюкагона) основная часть пищи превращается в энергию и строительные материалы

при высоком соотношении инсулин/гаюкагон (т. е. при относительно высоком уровне инсулина) — в жир.

Поджелудочная железа начинает вырабатывать глюкагон при поступлении в организм белков.

Выработку инсулина вызывают углеводы, а также некоторые из аминокислот.

При поступлении в организм некрахмалистых овощей (клетчатки) и жиров не вырабатываются ни инсулин, ни глюкагон.

Следовательно, если пища состоит из одних углеводов , то соотношение уровней инсулина и глюкагона станет слишком высоким.

Если пища состоит из одних белков, то это соотношение будет слишком низким.

Если пища состоит из одних некрахмалистых овощей или жиров, соотношение инсулин/ глюкагон останется таким же, как и до еды.

Если в пище есть белки, жиры, некрахмалистые овощи и углеводы, то соотношения инсулин/глюкагон будет поддерживаться в равновесии.

Достижение и поддержание баланса инсулина и глюкагона в организме — цель сбалансированного питания.

1 Когда вы едите рафинированные углеводы (прошедшие переработку, например, белый хлеб): рафинированные углеводы в кишечнике быстро перевариваются, превращаясь в сахар. Сахар сразу же поступает в воротную вену, вызывая резкий рост уровня инсулина.

2 Когда вы едите сложные углеводы (например, хлеб из цельно-зерновой пшеничной муки): сложные углеводы перевариваются медленнее, поэтому сахар поступает в воротную вену не сразу, а постепенно. При этом не происходит резкого скачка уровня сахара в крови, поэтому не происходит и резкого увеличения выработки инсулина, однако уровень инсулина все равно превышает равновесную величину.

3 Когда вы едите пищу, сбалансированную по питательному составу (например, курятину, брокколи и печеный картофель со сливочным маслом): когда в пище в сбалансированном количестве присутствуют белки, жиры, углеводы и некрахмалистые овощи (клетчатка), пищеварение происходит еще медленнее, чем при употреблении сложных углеводов. В результате уровень инсулина поддерживается в пределах нормы на протяжении длительного периода времени.

Соотношение уровней инсулина и глюкагона, помимо упомянутых факторов, зависит от гликемического индекса продуктов питания. Гликемический индекс продуктов — показатель, характеризующий скорость превращения углеводов пищи в глюкозу крови, а следовательно, скорость роста уровня инсулина после употребления этого продукта. Чем быстрее растет уровень глюкозы в крови воротной вены, тем выше гликемический индекс данного продукта. Как правило, гликемический индекс простых сахаров выше, чем сложных. Это означает, что после употребления простых сахаров уровень глюкозы в крови растет быстрее.

Цельно-зерновая крупа и мука обладают более низким гликемическим индексом, чем рафинированная мука и шлифованная крупа. В цельно-зерновой крупе и муке содержатся отруби, т. е. клетчатка, которая замедляет всасывание сахара в кровь, отчего снижается соотношение уровней инсулина и глюкагона. Из рафинированной муки и шлифованной крупы (в частности, белого риса) удалена клетчатку защищающая организм от резкого перепада уровня сахара, и гликемический индекс этих продуктов выше.

Почему питание должно быть сбалансированным?

Крайне важно, чтобы на вашем столе обязательно присутствовали все четыре группы питательных веществ одновременно (белки, жиры, углеводы, клетчатка). Если ваш обед состоит из одного картофеля, то общий гликемический индекс такого обеда будет довольно высоким. Если добавить к картофелю рыбу, тушеную капусту и салат из свежих овощей, то общий гликемический индекс вашего обеда будет ниже, чем в первом случае, так как углеводы перевариваются и всасываются в кровь значительно быстрее, чем белки и жиры. Углеводы вызывают секрецию инсулина, но не повышают уровень глюкагона.

При избытке углеводов в рационе либо при употреблении одних только углеводов без жиров и белков секреция инсулина усиливается, а секреция глюкагона уменьшается (т. е. растет величина соотношения инсулин/глюкагон). Следовательно, избыток углеводов в основном отложится в вашем организме в виде жировых запасов.

Если вы едите одновременно углеводы и белки, то поджелудочная железа выделяет и инсулин, и глюкагон (соотношение уровней инсулина и глюкагона меньше, чем в первом случае). В результате ваш обед не превратится в жир, а будет использован как источник энергии или строительный материал для обновления клеток организма.

Вопреки очевидным фактам, люди продолжают верить, что от белков и жиров толстеют. В действительности же белки и жиры, способствуя подержанию баланса инсулина и глюкагона, предотвращают образование жировых отложений .

Наоборот, углеводы, повышая величину соотношения инсулин/глюкагон, способствуют образованию и отложению жира в организме.

Еще одно распространенное заблуждение: углеводы вызывают быстрое чувство насыщения. Но и это убеждение ошибочно. При употреблении углеводов чувство сытости возникает лишь тогда, когда вы уже съели больше, чем следовало бы!

В организме предусмотрен «защитный механизм», не допускающий употребления избыточного количества белков и жиров. Однако у организма нет защиты от употребления избытка углеводов.

Настоящее чувство голода (в отличие от псевдоголода, вызванного дефицитом серотонина в мозге) возникает, когда мозг начинает получать меньшее количество питательных веществ. Мозг посылает организму сообщение: «Скорее накормите меня, мне не хватает энергии».

Когда вы съедаете блюдо, содержащее белки и жиры, оно переваривается в желудке, где белки под действием желудочного сока и пищеварительных ферментов расщепляются на аминокислоты. Желудок посылает в мозг электрические сигналы, сообщая о поступлении питательных веществ в организм, и чувство голода ослабевает.

Из желудка белки и жиры попадают в тонкий кишечник. Клетки стенок кишечника выделяют гормон холецистокинин (ХЦК). Попадая с кровью в мозг, ХЦК сообщает, что пища уже переваривается. Под действием ХЦК желчный пузырь начинает сокращаться, выделяя в кишечник желчь, необходимую для полного переваривания и усваивания жиров. При избытке ХЦК появляется тошнота. Если вы не обратите внимания на этот сигнал и продолжите есть, то тошнота усилится, и в конце концов вас вырвет.

Многие утверждают, что употребление углеводов вызывает приятное ощущение легкости в желудке. Дело в том, что углеводы минуют желудок, не задерживаясь в нем, и идут сразу в тонкий кишечник.

Не происходит ни раздражения стенок желудка, ни выделения ХЦК, сигнализирующих мозгу о насыщении.

И лишь когда сахар всосется в кровь и вызовет выделение инсулина, а тот в свою очередь стимулирует временное повышение уровня серотонина в мозге, чувство голода начнет ослабевать. Полное насыщение наступает лишь после попадания крови, насыщенной глюкозой, из печени в мозг. Весь этот процесс занимает довольно длительное время, достаточное, чтобы опустошить целую коробку злаковых хлопьев.

В отличие от углеводов - б елки и жиры еще задолго до окончания их переваривания подают мозгу сигналы: «Уже достаточно, больше не проси».

Часто люди говорят: «Мне постоянно хочется есть. Я ем, ем, ем и никак не могу наесться». Но почти всегда оказывается, что эти люди поглощают в огромных количествах не белки и жиры, а углеводы. Тем, кто никак не может решиться принять «право на полноценную еду», я предлагаю сделать эксперимент: изменить питание всего на одну неделю. На завтрак есть яйца (столько, сколько захочется) с овощами и «деревенской» колбасой без нитратов, а также один бутерброд из цельно-зернового хлеба со сливочным маслом. На обед — салат из овощей с курицей и фрукты. На ужин — порцию рыбы, курятины или красного мяса с тушеными овощами, салат из свежих овощей с уксусом и оливковым маслом, а также одну печеную картофелину, щедро политую сметаной или сливочным маслом.

На случай, если захочется есть между приемами пищи, должна быть наготове закуска, содержащая белки, жиры и углеводы (например, орехи или творожный сыр плюс какой-нибудь фрукт).

Для успешного изменения рациона и образа жизни очень важно не допускать дефицита серотонина в мозге. Помните, что для исцеления необходимы время, терпение и восстановление баланса серотонина, а это не может произойти за один день.

Тем не менее, проявив терпение и выдержку, вы будете вознаграждены. Одним из приятных сюрпризов для вас станет восстановление идеального состава тела, избавления от лишнего жира.

Выводы:

1.Основной процесс переваривания пищи происходит не в желудке, а в специальном отделе кишечника - двенадцатиперстной кишке и в тонком кишечнике, в которых ферменты для расщепления пищи действуют одновременно

2. Двенадцатиперстная кишка, тонкий кишечник в которых ферменты - одновременно и великолепно переваривают и белки (трипсин), и жиры (липаза), и углеводы (амилаза) - что лишний раз доказывает неестественность и несостоятельность концепции "раздельного" питания.

По материалам сайта: zazdorovie.ru - шведского биохимика, врача, диетолога Дианы Шварцбайн.

Скажу как врач, который как раз специализируется по гигиене питания.

В желудке пища находится в зависимости от её количества и состава от 4 до 10 ч. (у человека в среднем 3,5-4 ч).
Обмен белков, жиров, углеводов в организме - очень сложный процесс.
Если брать углеводы, то необходимо расщепление до простых моносахаров, далее начинаются сложные биохимические реакции - в печени - превращение глюкозу.
Белки распадаются до аминокислот. На все это необходимо время.

Итак:
Вода. Когда вы пьете воду на пустой желудок, она сразу же попадает в кишечник.
Соки. Фруктовые соки, а также овощные соки и бульоны усваиваются 15-20 минут.
Полужидкие продукты.
Смешанные салаты, а также овощи и фрукты перевариваются в течение 20-30 минут.
Фрукты.
Арбуз усваивается за 20 минут. Дыням требуется для переваривания 30 минут.
Апельсины, виноград и грейпфруты также требуют для усваивания полчаса.
Яблоки, груши, персики, вишни и прочие полусладкие фрукты перевариваются за 40 минут.
Сырые овощи.
Овощи, которые идут в салат в сыром виде, - такие, как помидоры, салат, огурцы, сельдерей, красный или зеленый перец и другие сочные овощи,
требуют для своей переработки 30-40 минут.
Если в салат добавлено постное масло, то время увеличивается до часа с лишним.
Овощи, сваренные на пару или в воде, зелень усваиваются за 40 минут.
Кабачки, брокколи, цветная капуста, фасоль,
вареная кукуруза с маслом перевариваются за 45 минут.
Чтобы организм переработал такие корнеплоды, как репа, морковь, свекла и пастернак, потребуется не меньше 50 минут.
Овощи, содержащие крахмал.
Для переваривания такой пищи, как топинамбур, желуди, тыквы, сладкий и обычный картофель, ямс и каштаны, понадобится около часа.
Крахмалистая пища.
Шелушеный рис, гречка, пшено (предпочтительнее употреблять именно эти крупы), кукурузная мука, овсянка, лебеда, метличка абиссинская, перловка в среднем перевариваются 60-90 минут.
Бобовые - крахмалы и протеины.
Чечевица, лимская и обычная фасоль, нут, каянус (голубиный горох) и др. требуют на усвоение 90 минут. Соя переваривается 120 минут.
Семена и орехи.
Семена подсолнуха, тыквы, дынной груши и кунжута перевариваются около двух часов. Такие орехи, как миндаль, лещина, арахис (сырой), орехи-кешью, орех-пекан, грецкие и бразильские орехи усваиваются 2,5-3 часа. Если семена и орехи на ночь замочить в воде, а потом растолочь, они быстрее усвоятся.
Молочные продукты.
Обезжиренные домашний сыр, творог и брынза перерабатываются в течение примерно 90 минут. Творог из цельного молока переваривается за 2 часа.
Цельномолочный твердый сыр, такой, как швейцарский, требует на переваривание 4-5 часов. Твердые сыры перевариваются дольше, чем все остальные продукты, из-за большого количества жиров и протеинов, содержащихся в них.
Яйца:
30 минут идет на переработку яичного желтка, 45 - целого яйца.
Рыба:
Рыба вроде обычной и мелкой трески, камбалы, а также филе из палтуса переваривается за полчаса. Лосось, форель, тунец, сельдь (более жирная рыба) перерабатывается в желудке в течение 45-60 минут.
Цыпленок (без кожицы) - за полтора-два часа.
Индейка (без кожицы) - два-два часа пятнадцать минут.
Говядина и баранина перевариваются в течение трех-четырех часов.
Чтобы переработалась свинина, понадобится 4,5-5 часов.
Белки входят в состав перечисленных мясных продуктов.