Биохимические данные об обмене углеводов

       Прежде чем перейти к рассмотрению механизмов и причин развития метаболического синдрома Х, целесообразно сделать экскурс в биохимию. Углеводы (сахара) — одна из наиболее важных и распространенных групп природных органических соединений. Это вещества, молекулы которых состоят из углерода, кислорода и водорода. В результате обмена веществ, они превращаются в глюкозу — важный энергетический источник для организма. Глюкоза — важнейшее "топливо" для организма. В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в печени, в крови и, в небольших количествах, во всех клетках. Всасываясь в кишечнике, она проходит через кровь и откладывается в форме гликогена в мышцах и печени. Уровень глюкозы (уровень сахара) в крови — это процентное содержание глюкозы в общем объеме крови. Натощак оно составляет 1 г на 1 л крови. В растениях углеводы образуются из двуокиси углерода и воды, в процессе сложной реакции фотосинтеза, осуществляемой за счет солнечной энергии с участием зеленого пигмента растений — хлорофилла. Они составляют 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов. Животные и человек не способны синтезировать сахара таким путем, как растения, и получают их с различными пищевыми продуктами растительного происхождения.

 

          Много глюкозы находится во фруктах, ягодах, нектаре цветов, особенно много в винограде. Когда углеводы (хлеб, крахмал, зерновые, мед, сладости и т.д.) потребляют натощак, то уровень сахара в крови меняется следующим образом. Сначала уровень глюкозы поднимается — так называемая гипергликемия (в большей или меньшей степени в зависимости от типа и количества углевода). Затем, после того как поджелудочная железа выделила инсулин, уровень глюкозы в крови падает (гипогликемия), а затем возвращается к прежнему уровню. Но это в норме. К сожалению, в жизни все иначе. Современный ритм жизни — постоянные стрессы, беспорядочный прием пищи приводят к нарушению стройной системы взаимодействия инсулин-глюкоза. Известно, что имеется определенный уровень базальной секреции инсулина даже в промежутках между приемами пищи. У современного человека эта константа нарушена (у одних завышена, у других занижена). Оба вида отклонения не на пользу организму. Но есть более серьезная проблема — это гиперпродукция инсулина, неадекватная количеству принятой пищи.

Типичный пример. Человек, допустим студент, съедает "на ходу" бутерброд, печенье, сладкий чай (легкоусвояемые углеводы). В этом случае выработка инсулина происходит как бы с запасом. Очевидно, через несколько минут из крови может исчезнуть больше глюкозы, чем требует физиологическая ситуация. Временно возникает гипогликемическое состояние (ГГС). Этот биохимический механизм не просто сложный, он к тому же тонкий, чувствительный к различным как внешним, так и внутренним раздражителям и воздействиям. Давайте представим себе поведение человека в ГГС: слабость, потливость, сердцебиение, головокружение, бледность, сонливость, желание прилечь или даже поспать, некоторые отмечают легкую эйфорию. В такой момент наш студент не ответит ни на один вопрос. Бесполезно задавать вопросы. Некоторые считают, что такие ощущения даже приятны. И медперсонал в отделениях эндокринологии и домах престарелых знает, что некоторые больные воздерживаются от еды сразу после назначения глюкозолитических препаратов, чтобы "полетать". Ладно, если это студенты и бабушки, а если машинист в рейсе или хирург у операционного стола "захочет полетать". По литературным данным, около 40% населения испытывают ГГС. Это состояние еще называют синдромом неустойчивого сахара в крови. В его основе лежит гиперпродукция инсулина, и затем нарушение адекватного ответа клеток на его воздействие (резистентность к инсулину). Но если бы дело было только в этом. По законам обратной, связи гиперпродукция одного гормона может подавлять продукцию другого, и наоборот — снижение уровня одного провоцирует гиперпродукцию других. В данном случае, гипогликемия стимулирует продукцию стрессовых гормонов адреналина, норадренапина, тиреиоидных гормонов. Фактически, такие падения уровня глюкозы являются невидимым для человека стрессом и происходят по несколько раз в день. Этот невидимый процесс раскачивает всю эндокринную систему, вызывая ее дисбаланс. А вслед за гиперпродукцией, наступает истощение резервных возможностей. И уже не только поджелудочная железа становится объектом, на которые воздействуют патологические процессы, но и надпочечники, щитовидная железа. И все эти беды могут начаться со сладкого чая с булочкой. Человек питается нерегулярно. И организму, он так устроен, необходимо как-то запасать заключенную в пище энергию. Одним из источников этой энергии являются углеводы. Поступившие в кишечник углеводы гидролизуются до глюкозы или иных сахаров, всасываются, поступают в печень, где в основном превращаются в гигантский углеводный полимер (до 20 000 единиц глюкозы) — гликоген. Молекулярная масса его несколько тысяч единиц, для сравнения глюкоза — 120 кДа.

      Когда возникает необходимость в энергии, гликоген вновь распадается до глюкозы, которая поступает в кровоток и доставляется кровью к клеткам в различные части тела. Гликоген выявляется почти во всех тканях, но основные его запасы находятся в мышцах и печени. Количество его в печени подвержено большим колебаниям и зависит от диеты, а содержание гликогена в мышцах находится в прямой зависимости от физической активности индивидуума. В печени человека содержится около 400 ммоль (65 г) глюкозы на 1 кг ткани, в скелетных мышцах 85 ммоль (14 г) на 1 кг массы мышц. Это количество практически не изменяется при голодании, ночью или после приема пищи, богатой углеводами, оно снижается до 1 ммоль на 1 кг после работы в течение 1-2 часов. Несмотря на то, что мышцы содержат меньше гликогена на 1кг массы ткани по сравнению с печенью, основное депо гликогена в организме находится в мышцах. У мужчины массой тела 70 кг на долю мышц приходится 28 кг, печени — всего 1,6 кг, следовательно, в печени содержится 0,6 моль, а в мышцах — 2,4 моль глюкозы. Содержащаяся в этих двух депо глюкоза, является основным и почти единственным источником питания инсулинонезависимых тканей.

         Так, головной мозг массой 1 400 г при интенсивности кровоснабжения 60 мл/100 г в минуту потребляет 80 мг/мин глюкозы, т.е. около 115 г за 24 часа. Печень способна генерировать глюкозу со скоростью 130 мг/мин. Таким образом, более 60% глюкозы, образующейся в печени, идет на обеспечение нормальной активности центральной нервной системы, причем это количество остается неизменным не только при гипогликемии, но даже при диабетической коме. Потребление глюкозы ЦНС уменьшается лишь после того, как ее уровень в крови становится ниже 1,65 ммоль/л (30 мг%). Судьба гликогена, накопленного в мышцах и печени, различна. Функция мышечного гликогена состоит в том, что он является легкодоступным углеводом для удовлетворения потребностей самих мышц. Печеночный гликоген расходуется для поддержания уровня глюкозы в крови между приемами пищи. Запаса хватает на 12-18 часов. Клетки мозга и красные кровяные тельца — эритроциты не простят такой погрешности, как снижение ее концентрации, и живо отреагируют нарушением их функциональной активности.

       Интересный факт, что у вегетарианцев, как правило, к 4-5 часам утра резервные запасы печеночного гликогена истощаются. Выход только один, отнять запасы гликогена у мышц. Но только мышечные сокращения могут выпустить "джина из бутылки" — освободить энергию мышечного гликогена. Вот почему многие вегетарианцы вынуждены с раннего утра бегать-прыгать, т.е. заниматься гимнастикой. Иначе они обрекают весь организм на энергетический голод. Неоднократно мы делали свои нутрициологические замечания в адрес людей, которые называют себя вегетарианцами. Старались делать это деликатно и в необидной форме. Факты — вещь упрямая. Известно, что у этой группы людей рано или поздно развивается дефицит витамина В12. Точно так же отмечаются нарушения в показателях углеводного энергетического обмена. Практически, этой группе людей присущ энергодефицит, который усугубляется нарушением транспортной функции эритроцитов. Это все приводит к нарушению функции ЦНС. Комментарии излишни. Хотя, одно замечание есть, надо четко понимать, что вегетарианство не универсальное средство, и образ жизни для всех. Это строго индивидуальный режим питания. И навязывать такую программу жизни всем — это заблуждение, точно такое же, как пропаганда голодания или раздельного питания для всех. Хотя авторы не отрицают использование определенных правил, отдельных схем из указанных программ. Но как временная мера и по строгим медицинским показаниям. И "голодать на здоровье" мы советуем только в стационаре под наблюдением врача. Наряду с глюкозой большое значение в обеспечении организма энергией имеют жиры. При голодании энергетические расходы в основном покрываются за счет жиров, тогда как глюкоза сохраняется для снабжения энергией мозга. Жирные кислоты угнетают поглощение глюкозы мышцами. При гипогликемии происходит мобилизация жирных кислот и увеличение окисления их в мышцах при одновременном снижении утилизации глюкозы, а прием углеводов и повышение уровня глюкозы в крови приводят к снижению липолиза и усилению липогенеза. Цикл глюкоза-свободные жирные кислоты является одним из механизмов, обеспечивающих гомеостаз глюкозы. Концентрация кетоновых тел также Врач, интересующийся нутрициологией, непременно должен постоянно пополнять свои знания из области биохимии человека.