Где усваиваются углеводы. Углеводы: быстрые и медленные

Всасыванию в кишечнике подвергаются только моносахариды: глюкоза, галактоза, фруктоза. Поэтому олиго- и полисахариды, поступающие в организм с пищей, должны гидролизоваться ферментными системами с образованием моносахаридов. На рис. 5.11 схематично изображена локализация ферментативных систем, участвующих в переваривании углеводов, которое начинается в ротовой полости с действия ротовой -амилазы и далее продолжается в разных отделах кишечника с помощью панкреатической -амилазы, сахаразо-изомальтазного, гликоамилазного, -гликозидазного (лактазного), трегалазного комплексов.

Рис. 5.11. Схема локализации ферментных систем переваривания углеводов

5.2.1. Переваривание углеводов с помощью ротовой и панкреатической  -амилаз ( -1,4-гликозидаз). Поступившие с пищей полисахариды, а именно крахмал (состоит из линейного полисахарида амилозы, в которой глюкозильные остатки связаны -1,4-глико-зидными связями, и амилопектина, разветвленного полисахарида, где обнаруживаются также и -1,6-гликозидные связи), начинают гидролизоваться уже в ротовой полости после смачивания слюной, содержащей гидролитический фермент -амилазу (-1,4-гликози-дазу) (К.Ф. 3.2.1.1), расщепляющую в крахмале 1,4-гликозидные связи, но не действующую на 1,6-гликозидные связи.

Кроме того, время контакта фермента с крахмалом в ротовой полости мало, поэтому крахмал переваривается частично, образуя крупные фрагменты  декстрины и немного дисахарида мальтозы. Дисахариды не подвергаются гидролизу под действием амилазы слюны.

При попадании в желудок в кислой среде амилаза слюны ингибируется, процесс переваривания может происходить только внутри пищевого кома, где активность амилазы может сохраняться на некоторое время, пока рН во всем куске не станет кислым. В желудочном соке отсутствуют ферменты, расщепляющие углеводы, возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Основным местом гидролиза олиго- и полисахаридов является тонкий кишечник, в разных отделах которого секретируются определенные гликозидазы.

В двенадцатиперстной кишке содержимое желудка нейтрализуется секретом поджелудочной железы, содержащим бикарбонаты НСО 3  и имеющим рН 7,58,0. В секрете поджелудочной железы обнаруживается панкреатическая амилаза, которая гидролизует -1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах с образованием дисахаридов мальтозы (в этом углеводе два остатка глюкозы связаны -1,4-гликозидной связью) и изомальтозы (в этом углеводе два остатка глюкозы, находящихся в местах разветвления в молекуле крахмала и связанных -1,6-гликозидными связями). Образуются также олигосахариды с содержанием 810 остатков глюкозы, связанных как -1,4-гликозидными, так и -1,6-гликозидными связями.

Обе амилазы являются эндогликозидазами. Панкреатическая амилаза также не гидролизует -1,6-гликозидные связи в крахмале и -1,4-гликозидные связи, которыми остатки глюкозы соединены в молекуле целлюлозы.

Целлюлоза проходит через кишечник неизмененной и служит балластным веществом, придавая пище объем и способствуя процессу пищеварения. В толстом кишечнике под действием бактериальной микрофлоры целлюлоза может частично гидролизоваться с образованием спиртов, органических кислот и СО 2 , которые могут выступать в качестве стимуляторов перистальтики кишечника.

Образовавшиеся в верхних отделах кишечника мальтоза, изомальтоза и триозосахариды далее подвергаются гидролизу в тонком кишечнике под действием специфических гликозидаз. Дисахариды пищи, сахароза и лактоза, также гидролизуются специфическими дисахаридазами тонкого кишечника.

В просвете кишечника активность олиго- и дисахаридаз низкая, но большинство ферментов связано с поверхностью эпителиальных клеток, которые в кишечнике расположены на пальцеобразных выростах  ворсинках и сами, в свою очередь, покрыты микроворсинками, все эти клетки образуют щеточную каемку, увеличивающую поверхность контакта гидролитических ферментов с их субстратами.

Расщепляющие гликозидные связи в дисахаридах, ферменты (дисахаридазы) сгруппированы в ферментные комплексы, располагающиеся на наружней поверхности цитоплазматической мембраны энтероцитов: сахаразо-изомальтазный, гликоамилазный, -гликози- дазный.

5.2.2. Сахаразо-изомальтазный комплекс. Этот комплекс состоит из двух полипептидных цепей и прикрепляется к поверхности энтероцита с помощью трансмембранного гидрофобного домена, расположенного в N-концевой части полипептида. Сахаразо-изомальтазный комплекс (К.Ф. 3.2.1.48 и 3.2.1.10) расщепляет -1,2- и -1,6-гликозидные связи в сахарозе и изомальтозе.

Оба фермента комплекса способны гидролизовать также и -1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе (трисахарид, содержащий три остатка глюкозы и образующийся при гидролизе крахмала).

Хотя комплекс обладает довольно высокой мальтазной активностью, гидролизуя 80 % мальтозы, образующейся при переваривании олиго- и полисахаридов, основной его специфичностью является все же гидролиз сахарозы и изомальтозы, скорость гидролиза гликозидных связей в которых больше, чем скорость гидролиза связей в мальтозе и мальтотриозе. При этом сахаразная субъединица представляет собой единственный фермент кишечника, гидролизующий сахарозу. Комплекс локализован в основном в тощей кишке, в проксимальной и дистальной частях кишечника содержание сахаразо-изомальтазного комплекса незначительно.

5.2.3. Гликоамилазный комплекс. Этот комплекс (К.Ф. 3.2.1.3 и 3.2.1.20) гидролизует -1,4-гликозидные связи между остатками глюкозы в олигосахаридах. Аминокислотная последовательность гликоамилазного комплекса имеет 60 %-ю гомологию с последовательностью сахаразо-изомальтазного комплекса. Оба комплекса относятся к семейству 31 гликозилгидролаз. Являясь экзогликозидазой, фермент действует с восстанавливающего конца, может расщеплять также и мальтозу, выступая в этой реакции в качестве мальтазы (при этом гликоамилазный комплекс гидролизует оставшиеся 20 % образовавшейся при переваривании олиго- и полисахаридов мальтозы). В состав комплекса входят две каталитические субъединицы, имеющие небольшие отличия в субстратной специфичности. Наибольшую активность комплекс проявляет в нижних отделах тонкого кишечника.

5.2.4.  -Гликозидазный комплекс (лактаза). Этот ферментный комплекс осуществляет гидролиз -1,4-гликозидных связей между галактозой и глюкозой в лактозе.

Гликопротеин связан с щеточной каемкой и неравномерно распределен по всему тонкому кишечнику. С возрастом активность лактазы падает: она максимальна у младенцев, у взрослых составляет менее 10 % от уровня активности фермента, выделенного у детей.

5.2.5. Трегалаза . Этот фермент (К.Ф. 3.2.1.28) представляет собой гликозидазный комплекс, гидролизующий связи между мономерами в трегалозе, дисахариде, обнаруженном в грибах и состоящем из двух глюкозильных остатков, связанных гликозидной связью между первыми аномерными атомами углерода.

Из углеводов пищи в результате действия гликозилгидролаз образуются моносахариды: в большом количестве глюкоза, фруктоза, галактоза, в меньшей степени  манноза, ксилоза, арабиноза, которые всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок и транспортируются через мембраны этих клеток с помощью специальных механизмов.

5.2.6. Транспорт моносахаридов через мембраны эпителиальных клеток кишечника. Перенос моносахаридов в клетки слизистой кишечника может осуществляться путем облегченной диффузии и активного транспорта. В случае активного транспорта глюкоза переносится через мембрану вместе с ионом Na + одним белком-переносчиком, причем эти вещества взаимодействуют с разными участками данного белка (рис. 5.12). Ион Na + поступает в клетку по градиенту концентрации, а глюкоза  против градиента концентрации (вторично-активный транспорт), поэтому чем больше градиент , тем больше перенесется в энтероциты глюкозы. При снижении концентрации Na + во внеклеточной жидкости уменьшается поступление глюкозы. Градиент концентраций Na + , лежащий в основе активного симпорта, обеспечивается действием Na + , К + -АТРазы, которая работает как насос, выкачивающий из клетки Na + в обмен на ион К + . Таким же образом по механизму вторично-активного транспорта в энтероциты поступает галактоза.

Рис. 5.12. Поступление моносахаридов в энтероциты. SGLT1  натрий-зависимый транспортер глюкозы/галактозы в мембране эпителиальных клеток; Na + , K + -АТРаза на базолатеральной мембране создает градиент концентраций ионов натрия и калия, необходимый для функционирования SGLT1. GLUT5 транспортирует через мембрану внутрь клетки преимущественно фруктозу. GLUT2 на базолатеральной мембране осуществляет транспорт глюкозы, галактозы и фруктозы из клетки (согласно )

Благодаря активному транспорту энтероциты могут поглощать глюкозу при ее низкой концентрации в просвете кишечника. При высокой концентрации глюкозы она поступает в клетки путем облегченной диффузии с помощью специальных белков-переносчиков (транспортеров). Таким же образом переносится внутрь эпителиальных клеток фруктоза.

В кровеносные сосуды моносахариды поступают из энтероцитов в основном с помощью облегченной диффузии. Половина глюкозы через капилляры ворсинок по воротной вене транспортируется в печень, половина доставляется кровью к клеткам других тканей.

5.2.7. Транспорт глюкозы из крови в клетки. Поступление глюкозы из крови в клетки осуществляется путем облегченной диффузии, т. е. скорость транспорта глюкозы определяется градиентом ее концентраций по обе стороны мембраны. В клетках мышц и жировой ткани облегченная диффузия регулируется гормоном поджелудочной железы  инсулином. В отсутствие инсулина мембрана клеток не содержит транспортеров глюкозы. Белок-переносчик (транспортер) глюкозы из эритроцитов (GLUT1), как видно из рис. 5.13, представляет собой трансмембранный белок, состоящий из 492 аминокислотных остатков и имеющий доменную структуру. Полярные аминокислотные остатки располагаются по обе стороны мембраны, гидрофобные локализованы в мембране, пересекая ее несколько раз. На внешней стороне мембраны есть участок связывания глюкозы. При связывании глюкозы изменяется конформация переносчика, и участок связывания моносахарида оказывается открытым внутрь клетки. Глюкоза переходит внутрь клетки, отделяясь от белка-переносчика.

5.2.7.1. Транспортеры глюкозы: ГЛЮТ 1, 2, 3, 4, 5. Во всех тканях обнаружены транспортеры глюкозы, которых существует несколько разновидностей, получивших нумерацию в порядке их обнаружения. Описано пять видов ГЛЮТ, имеющих сходную первичную структуру и доменную организацию.

ГЛЮТ 1, локализованный в мозге, плаценте, почках, толстом кишечнике, эритроцитах, осуществляет поступление глюкозы в мозг.

ГЛЮТ 2 переносит глюкозу из органов, выделяющих ее в кровь: энтероцитов, печени, транспортирует в -клетки островков Лангерханса поджелудочной железы.

ГЛЮТ 3 обнаружен во многих тканях, включая мозг, плаценту, почки, обеспечивает приток глюкозы к клеткам нервной ткани.

ГЛЮТ 4 переносит глюкозу в клетки мышц (скелетных и сердечных) и жировой ткани, является инсулинзависимым.

ГЛЮТ 5 обнаружен в клетках тонкого кишечника, возможно, переносит и фруктозу.

Все переносчики могут располагаться как в цитоплазматических

Рис. 5.13. Структура белка-переносчика (транспортера) глюкозы из эритроцитов (ГЛЮТ1) (согласно )

везикулах клеток, так и в плазматической мембране. В отсутствие инсулина ГЛЮТ 4 располагается только внутри клетки. Под влиянием инсулина везикулы переносятся к плазматической мембране, сливаются с ней и ГЛЮТ 4 встраивается в мембрану, после этого транспортер осуществляет облегченную диффузию глюкозы в клетку. После снижения концентрации инсулина в крови транспортеры снова возвращаются в цитоплазму и транспорт глюкозы в клетку прекращается.

В работе транспортеров глюкозы выявлены различные нарушения. При наследственном дефекте белков-переносчиков развивается инсулинонезависимый сахарный диабет. Кроме дефектов белка, встречаются и другие нарушения, обусловленные: 1) дефектом передачи сигнала инсулина о перемещении транспортера к мембране, 2) дефектом перемещения транспортера, 3) дефектом включения белка в мембрану, 4) нарушением отшнуровывания от мембраны.

5.2.8. Инсулин. Это соединение является гормоном, секретируемым -клетками островков Лангерханса поджелудочной железы. Инсулин представляет собой полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей: одна содержит 21 аминокислотный остаток (цепь А), другая  30 аминокислотных остатков (цепь В). Цепи соединены между собой двумя дисульфидными связями: А7В7, А20В19. Внутри А-цепи есть внутримолекулярная дисульфидная связь между шестым и одиннадцатым остатками. Гормон может существовать в двух конформациях: Т и R (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Пространственная структура мономерной формы инсулина: а  инсулин свиньи, Т-конформация, б  инсулин человека, R-конформа- ция (А-цепь изображена красным цветом, В-цепь  желтым ) (согласно )

Гормон может существовать в виде мономера, димера и гексамера. В гексамерной форме инсулин стабилизируется ионом цинка, образующего координационные связи с His10 В-цепи всех шести субъединиц (рис. 5.15).

Инсулины млекопитающих имеют большую гомологию по первичной структуре с инсулином человека: так, в инсулине свиньи только одна замена  вместо треонина на карбоксильном конце В-цепи стоит аланин, в инсулине быка три других аминокислотных остатка в сравнении с инсулином человека. Наиболее часто замены встречаются в положениях 8, 9 и 10 цепи А, но они не оказывают существенного влияния на биологическую активность гормона.

Замены аминокислотных остатков в положениях дисульфидных связей, гидрофобных остатков в С- и N-концевых участках А-цепи и в С-концевых участках В-цепи встречаются очень редко, что свидетельствует о значимости этих участков в проявлении биологической активности инсулина. В формировании активного центра гормона принимают участие остатки Phe24 и Phe25 В-цепи и С- и N-конце- вые остатки А-цепи.

Рис. 5.15. Пространственная структура гексамера инсулина (R 6) (согласно )

5.2.8.1. Биосинтез инсулина. Инсулин синтезируется в виде предшественника  препроинсулина, содержащего 110 аминокислотных остатков, на полирибосомах в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме. Биосинтез начинается с образования сигнального пептида, который проникает в просвет эндоплазматического ретикулума и направляет движение растущего полипептида. В конце синтеза сигнальный пептид длиной в 24 аминокислотных остатка отщепляется от препроинсулина с образованием проинсулина, который содержит 86 аминокислотных остатков и переносится в аппарат Гольджи, где в цистернах происходит дальнейшее созревание инсулина. Пространственная структура проинсулина представлена на рис. 5.16.

В процессе длительного созревания под действием сериновых эндопептидаз РС2 и РС1/3 происходит расщепление сначала пептидной связи между Arg64 и Lys65, потом гидролиз пептидной связи, образованной Arg31 и Arg32, с отщеплением С-пептида, состоящего из 31 аминокислотного остатка. Превращение проинсулина в инсулин, содержащий 51 аминокислотный остаток, заканчивается гидролизом остатков аргинина на N-конце А-цепи и С-конце В-цепи под действием карбоксипептидазы Е, которая проявляет специфичность, аналогичную карбоксипептидазе В, т. е. гидролизует пептидные связи, иминогруппа которой принадлежит основной аминокислоте (рис. 5.17 и 5.18).

Рис. 5.16. Предположительная пространственная структура проинсулина в конформации, способствующей протеолизу. Красными шариками выделены аминокислотные остатки (Arg64 и Lys65; Arg31 и Arg32), пептидные связи между которыми подвергаются гидролизу в результате процессинга проинсулина (согласно )

Инсулин и С-пептид в эквимолярных количествах поступают в секреторные гранулы, где инсулин, взаимодействуя с ионом цинка, образует димеры и гексамеры. Секреторные гранулы, сливаясь с плазматической мембраной, секретируют инсулин и С-пептид во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. Время полупревращения инсулина в плазме крови составляет 310 мин, С-пептида − около 30 мин. Инсулин подвергается распаду под действием фермента инсулиназы, этот процесс протекает в печени и почках.

5.2.8.2. Регуляция синтеза и секреции инсулина. Главным регулятором секреции инсулина является глюкоза, которая регулирует экспрессию гена инсулина и генов белков, участвующих в обмене основных энергоносителей. Глюкоза может непосредственно связываться с транскрипционными факторами − в этом проявляется прямое влияние на скорость экспрессии гена. Возможно вторичное влияние на секрецию инсулина и глюкагона, когда освобождение инсулина из секреторных гранул активирует транскрипцию мРНК инсулина. Но секреция инсулина зависит от концентрации ионов Са 2+ и уменьшается при их дефиците даже при высокой концентрации глюкозы, которая активирует синтез инсулина. Кроме того, она тормозится адреналином при его связывании с  2 -рецепторами. Стимуляторами секреции инсулина выступают гормоны роста, кортизол, эстрогены, гормоны желудочно-кишечного тракта (секретин, холецистокинин, желудочный ингибирующий пептид).

Рис. 5.17. Синтез и процессинг препроинсулина (согласно )

Секреция инсулина -клетками островков Лангерханса в ответ на повышение концентрации глюкозы в крови реализуется следующим образом:

Рис. 5.18. Процессинг проинсулина в инсулин путем гидролиза пептидной связи между Arg64 и Lys65, катализируемого сериновой эндопептидазой РС2, и расщепления пептидной связи между Arg31 и Arg32 под действием сериновой эндопептидазы РС1/3, превращение заканчивается отщеплением остатков аргинина на N-конце А-цепи и С-конце В-цепи под действием карбоксипептидазы Е (отщепляемые остатки аргинина изображены в кружочках). В результате процессинга, кроме инсулина, образуется С-пептид (согласно )

1) глюкоза транспортируется в -клетки белком-переносчиком ГЛЮТ 2;

2) в клетке глюкоза подвергается гликолизу и далее окисляется в дыхательном цикле с образованием АТР; интенсивность синтеза АТР зависит от уровня глюкозы в крови;

3) под действием АТР происходит закрытие ионных калиевых каналов и деполяризация мембраны;

4) деполяризация мембраны вызывает открытие потенциал-зависимых кальциевых каналов и вход кальция в клетку;

5) повышение уровня кальция в клетке активирует фосфолипазу C, расщепляющую один из мембранных фосфолипидов  фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат  на инозитол-1,4,5-трифосфат и диацил- глицерол;

6) инозитолтрифосфат, связываясь с рецепторными белками эндоплазматического ретикулума, вызывает резкое повышение концентрации связанного внутриклеточного кальция, что приводит к высвобождению заранее синтезированного инсулина, хранящегося в секреторных гранулах.

5.2.8.3. Механизм действия инсулина. Основное действие инсулина на мышечные и жировые клетки заключается в усилении транспорта глюкозы через мембрану клетки. Стимуляция инсулином приводит к увеличению скорости поступления глюкозы внутрь клетки в 20−40 раз. При стимуляции инсулином наблюдается увеличение в 5−10 раз содержания транспортных белков глюкозы в плазматических мембранах при одновременном уменьшении на 50−60 % их содержания во внутриклеточном пуле. Требующееся при этом количество энергии в виде АТР необходимо в основном для активации инсулинового рецептора, а не для фосфорилирования белка-транспортера. Стимуляция транспорта глюкозы увеличивает потребление энергии в 20−30 раз, тогда как для перемещения транспортеров глюкозы требуется лишь незначительное ее количество. Транслокация транспортеров глюкозы к мембране клетки наблюдается уже через несколько минут после взаимодействия инсулина с рецептором, и для ускорения или поддержания процесса циклирования белков-транспортеров необходимо дальнейшее стимулирующее влияние инсулина.

Своё действие на клетки инсулин, как и другие гормоны, осуществляет через соответствующий белок-рецептор. Инсулиновый рецептор представляет собой сложный интегральный белок клеточной мембраны, состоящий из двух -субъединиц (130 kDа) и двух -субъединиц (95 кДа); первые расположены целиком вне клетки, на ее поверхности, вторые пронизывают плазматическую мембрану.

Рецептор к инсулину представляет собой тетрамер, состоящий из двух внеклеточных -субъединиц, взаимодействующих с гормоном и связанных друг с другом дисульфидными мостиками между цистеинами 524 и триплетом Cys682, Cys683, Cys685 обеих -субъединиц (см. рис. 5.19, а ), и двух трансмембранных -субъеди- ниц, проявляющих тирозинкиназную активность, связанных дисульфидным мостиком между Cys647 () и Cys872. Полипептидная цепь -субъединицы молекулярной массой 135 kDa содержит 719 амино-

Рис. 5.19. Структура димера инсулинового рецептора: а  модульная структура инсулинового рецептора. Вверху − -субъединицы, связанные дисульфидными мостиками Cys524, Cys683685 и состоящие из шести доменов: двух содержащих лейциновые повторы L1 и L2, цистеин-богатой области СR и трех фибронектиновых доменов типа III Fn o , Fn 1 , ID (домена внедрения). Внизу − -субъединицы, связанные с -субъединицей дисульфидным мостиком Cys647Cys872 и состоящие из семи доменов: трех фибронектиновых доменов ID, Fn 1 и Fn 2 , трансмембранного домена ТМ, примыкающего к мембране домена JM, тирозинкиназного домена ТК, С-концевого СТ; б  пространственное расположение рецептора, один димер изображен в цвете, другой  белый, А  активирующая петля, противоположная месту связывания гормона, Х (красный)  С-концевая часть -субъединицы, Х (черный)  N-концевая часть -субъединицы, желтые шарики 1,2,3  дисульфидные связи между остатками цистеина в положениях 524, 683685, 647872 (согласно )

кислотных остатков и состоит из шести доменов: двух содержащих лейциновые повторы доменов L1 и L2, цистеин-богатой области СR, где локализуется центр связывания инсулина, и трех фибронектиновых доменов типа III Fn o , Fn 1 , Ins (домена внедрения) (см. рис. 5.18). -Субъединица включает 620 аминокислотных остатков, имеет молекулярную массу 95 kDa и состоит из семи доменов: трех фибронектиновых доменов ID, Fn 1 и Fn 2 , трансмембранного домена ТМ, примыкающего к мембране домена JM, тирозинкиназного до- мена ТК, С-концевого СТ. На рецепторе обнаружено два места связывания инсулина: одно с высоким сродством, другое  с низким. Для проведения сигнала гормона в клетку необходимо связывание инсулина с центром высокого сродства. Этот центр формируется при связывании инсулина из L1, L2 и CR доменов одной -субъединицы и фибронектиновых доменов другой, при этом расположение -субъединиц противоположно относительно друг друга, как это показано на рис. 5.19, с.

В отсутствие взаимодействия инсулина с центром высокого сродства рецептора -субъединицы отодвинуты от -субъединиц выступом (cam), являющимся частью CR домена, что препятствует контакту активирующей петли (А-loop) тирозинкиназного домена одной -субъединицы с сайтами фосфорилирования на другой -субъ-единице (рис. 5.20, б ). При связывания инсулина с центром высокого сродства инсулинового рецептора изменяется конформация рецептора, выступ более не препятствует сближению - и -субъединиц, активирующие петли ТК доменов взаимодействуют с сайтами фосфорилирования тирозинов на противоположном ТК домене, происходит трансфосфорилирование -субъединиц по семи остаткам тирозина: Y1158, Y1162, Y1163 активирующей петли (это киназный регуляторный домен), Y1328, Y1334 СТ домена, Y965, Y972 JM домена (рис. 5.20, а ), что приводит к повышению тирозинкиназной активности рецептора. В позиции 1030 ТК находится остаток лизина, входящий в каталитический активный центр − АТР-связывающий центр. Замена этого лизина на многие другие аминокислоты путем сайтнаправленного мутагенеза уничтожает тирозинкиназную активность инсулинового рецептора, но не нарушает связывания инсулина. Однако присоединение инсулина к такому рецептору никакого действия на клеточный метаболизм и пролиферацию не оказывает. Фосфорилирование некоторых остатков серина-треонина, наоборот, снижает сродство к инсулину и уменьшает тирозинкиназную активность.

Известно несколько субстратов инсулинового рецептора: ИРС-1 (субстрат инсулинового рецептора), ИРС-2, белки семейства STAT (signal transducer and activator of transcription − переносчики сигнала и активаторы транскрипции подробно рассмотрены нами в Части 4 «Биохимические основы защитных реакций»).

ИРС-1 представляет собой цитоплазматический белок, связывающийся с фосфорилированными тирозинами ТК инсулинового рецептора своим SH2-доменом и фосфорилируемый тирозинкиназой рецептора немедленно после стимуляции инсулином. От степени фосфорилирования субстрата зависит увеличение или уменьшение клеточного ответа на инсулин, амплитуда изменений в клетках и чувствительность к гормону. Повреждения гена ИРС-1 могут быть причиной инсулинзависимого диабета. Пептидная цепь ИРС-1 содержит около 1200 аминокислотных остатков, 2022 потенциальных центров фосфорилирирования по тирозину и около 40 центров фосфорилирования по серину-треонину.

Рис. 5.20. Упрощенная схема структурных изменений при связывании инсулина с инсулиновым рецептором: а  изменение конформации рецептора в результате связывания гормона в центре высокого сродства приводит к смещению выступа, сближению субъединиц и трансфосфорилированию ТК доменов; б  в отсутствие взаимодействия инсулина с центром связывания высокого сродства на инсулиновом рецепторе выступ (саm) препятствует сближению - и -субъединиц и трансфосфорилированию ТК доменов. A-петля  активирующая петля ТК домена, цифры 1 и 2 в кружочке  дисульфидные связи между субъединицами, ТК  тирозинкиназный домен, С  каталитический центр ТК, set 1 и set 2  аминокислотные последовательности -субъединиц, формирующие место высокого сродства инсулина к рецептору (cогласно )

Фосфорилирование ИРС-1 по нескольким тирозиновым остаткам придает ему способность соединяться с белками, содержащими SH2-домены: тирозинфосфатазой syp, p85-субъединицей ФИ-3-киназы (фосфатидилинозитол-3-киназы), адапторным белком Grb2, протеинтирозинфосфатазой SH-PTP2, фосфолипазой С, GAP (активатором малых GTP-связывающих белков). В результате взаимодействия ИРС-1 с подобными белками генерируются множественные нисходящие сигналы.

Рис. 5.21. Транслокация белков-переносчиков глюкозы ГЛЮТ 4 в мышечных и жировых клетках из цитоплазмы в плазматическую мембрану под действием инсулина. Взаимодействие инсулина с рецептором приводит к фосфорилированию субстрата инсулинового рецептора (ИРС), связывающего ФИ-3-киназу (ФИ3К), катализирующую синтез фосфолипида фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата (PtdIns(3,4,5)P 3). Последнее соединение, связывая плекстриновые домены (РН), мобилизует к клеточной мембране протеинкиназы PDK1, PDK2 и РКВ. PDK1 фосфорилирует РКВ по Thr308, активируя ее. Фосфорилированная РКВ ассоциирует с везикулами, содержащими ГЛЮТ 4, вызывая их транслокацию в плазматическую мембрану, приводящую к усилению транспорта глюкозы внутрь мышечных и жировых клеток (согласно )

Стимулируемая фосфорилированным ИРС-1 фосфолипаза С гидролизует фосфолипид клеточной мембраны фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат с образованием двух вторичных мессенджеров: инозитол-3,4,5-трифосфата и диацилглицерина. Инозитол-3,4,5-трифос- фат, действуя на ионные каналы эндоплазматического ретикулума, высвобождает из него кальций. Диацилглицерин действует на кальмодулин и протеинкиназу С, которая фосфорилирует различные субстраты, приводя к изменению активности клеточных систем.

Фосфорилированный ИРС-1 активирует также ФИ-3-киназу, катализирующую фосфорилирование фосфатидилинозитола, фосфатидилинозитол-4-фосфата и фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата по положению 3 с образованием соответственно фосфатидилинозитол-3-фосфата, фосфатидилинозитол-3,4-дифосфата и фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата.

ФИ-3-киназа представляет собой гетеродимер, содержащий регуляторную (р85) и каталитическую (р110) субъединицы. В регуляторной субъединице есть два SH2-домена и SH3-домен, поэтому ФИ-3-киназа с высоким сродством присоединяется к ИРС-1. Образовавшиеся в мембране производные фосфатидилинозитола, фосфорилированные по положению 3, связывают белки, содержащие так называемый плекстриновый (РН) домен (домен проявляет высокое сродство к фосфатидилинозитол-3-фосфатам): протеинкиназу PDK1 (фосфатидилинозитид-зависимую киназу), протеинкиназу В (РКВ).

Протеинкиназа В (РКВ) состоит из трех доменов: N-концевого плекстринового, центрального каталитического и С-концевого регуляторного. Плекстриновый домен необходим для активации РКВ. Связавшись с помощью плекстринового домена вблизи клеточной мембраны, РКВ сближается с протеинкиназой PDK1, которая через

свой плекстриновый домен также локализуется вблизи клеточной мембраны. PDK1 фосфорилирует Thr308 киназного домена РКВ, что приводит к активации РКВ. Активированная РКВ фосфорилирует киназу 3 гликогенсинтазы (по положению Ser9), вызывая инактивацию фермента и тем самым процесс синтеза гликогена. Фосфорилированию подвергается также ФИ-3-фосфат-5-киназа, действующая на везикулы, в которых белки-переносчики ГЛЮТ 4 хранятся в цитоплазме адипоцитов, вызывая перемещение транспортеров глюкозы к клеточной мембране, встраивание в нее и трансмембранный перенос глюкозы в мышечные и жировые клетки (рис. 5.21).

Инсулин не только влияет на поступление глюкозы в клетку с помощью белков-переносчиков ГЛЮТ 4. Он участвует в регуляции метаболизма глюкозы, жиров, аминокислот, ионов, в синтезе белков, оказывает влияние на процессы репликации и транскрипции.

Влияние на метаболизм глюкозы в клетке осуществляется путем стимулирования процесса гликолиза с помощью повышения активности ферментов, участвующих в этом процессе: глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы, гексокиназы. Инсулин посредством аденилатциклазного каскада активирует фосфатазу, дефосфорилирующую гликогенсинтазу, что приводит к активации синтеза гликогена (рис. 5.22) и ингибированию процесса его распада. Ингибируя фосфоенолпируваткарбоксикиназу, инсулин тормозит процесс глюконеогенеза.

Рис. 5.22. Схема синтеза гликогена

В печени и жировой ткани под действием инсулина стимулируется синтез жиров путем активации ферментов: ацетилСоА-карбоксилазы, липопротеинлипазы. При этом распад жиров тормозится, так как активируемая инсулином фосфатаза, дефосфорилируя гормончувствительную триацилглицеринлипазу, ингибирует этот фермент и концентрация циркулирующих в крови жирных кислот уменьшается.

В печени, жировой ткани, скелетных мышцах, сердце инсулин влияет на скорость транскрипци более сотни генов.

5.2.9. Глюкагон. В ответ на уменьшение концентрации глюкозы в крови -клетки островков Лангерханса поджелудочной железы вырабатывают «гормон голода»  глюкагон, который представляет собой полипептид молекулярной массы 3 485 Da, состоящий из 29 аминокислотных остатков.

Действие глюкагона противоположно эффектам инсулина. Инсулин способствует запасанию энергии, стимулируя гликогенез, липогенез и синтез белка, а глюкагон, стимулируя гликогенолиз и липолиз, вызывает быструю мобилизацию источников потенциальной энергии.

Рис. 5.23. Структура проглюкагона человека и тканеспецифический процессинг проглюкагона в пептиды-производные из проглюкагона: в поджелудочной железе из проглюкагона образуются глюкагон и MPGF (mayor proglucagon fragment); в нейроэндокринных клетках кишечника и некоторых отделах центральной нервной системы генерируются глицентин, оксинтомодулин, GLP-1 (пептид, получаемый из проглюкагона), GLP-2, два промежуточных пептида (intervening peptide  IP), GRPP  glicentin-related pancreatic polypeptide (полипептид из поджелудочной железы − производное глицентина) (cогласно )

Гормон синтезируется -клетками островков Лангерханса поджелудочной железы, а также в нейроэндокринных клетках кишечника и в центральной нервной системе в виде неактивного предшественника  проглюкагона (молекулярной массы 9 000 Da), содержащего 180 аминокислотных остатков и подвергающегося процессингу с помощью конвертазы 2 и образующего несколько пептидов разной длины, в их числе глюкагон и два глюкагон-подобных пептида (glucagon like peptide  GLP-1, GLP-2, глицентин) (рис. 5.23). 14 из 27 аминокислотных остатков глюкагона идентичны таковым в молекуле другого гормона желудочно-кишечного тракта  секретина.

Для связывания глюкагона с рецепторами реагирующих на него клеток необходима целостность его последовательности 127 с N-конца. Важную роль в проявлении эффектов гормона играет остаток гистидина, расположенный на N-конце, а в связывании с рецепторами  фрагмент 2027.

В плазме крови глюкагон не связывается с каким-либо транспортным белком, время полупревращения его равно 5 мин, в печени он разрушается протеиназами, при этом распад начинается с расщепления связи между Ser2 и Gln3 и удаления дипептида с N-конца.

Секреция глюкагона подавляется глюкозой, но стимулируется белковой пищей. GLP-1 ингибирует секрецию глюкагона и стимулирует секрецию инсулина.

Глюкагон оказывает действие только на гепатоциты и жировые клетки, имеющие в плазматической мембране рецепторы к нему. В гепатоцитах, связываясь с рецепторами на плазматической мембране, глюкагон посредством G-белка активирует аденилатциклазу, катализирующую образование сАМР, который, в свою очередь, приводит к активации фосфорилазы, ускоряющей распад гликогена, и ингибированию гликогенсинтазы и торможению образования гликогена. Глюкагон стимулирует глюконеогенез, индуцируя синтез ферментов, участвующих в этом процессе: глюкозо-6-фосфатазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы. Суммарный эффект глюкагона в печени сводится к повышенному образованию глюкозы.

В жировых клетках гормон также, используя аденилатциклазный каскад, активирует гормончувствительную триацилглицеринлипазу, стимулируя липолиз. Глюкагон повышает секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников. Участвуя в реализации реакций типа «бей или беги», глюкагон повышает доступность энергетических субстратов (глюкозы, свободных жирных кислот) для скелетных мышц и усиливает кровоснабжение скелетных мышц за счёт усиления работы сердца.

Глюкагон не оказывает действия на гликоген скелетных мышц из-за практически полного отсутствия в них глюкагоновых рецепторов. Гормон вызывает увеличение секреции инсулина из β-клеток поджелудочной железы и торможение активности инсулиназы.

5.2.10. Регуляция метаболизма гликогена. Накопление глюкозы в организме в виде гликогена и его распад согласуются с потребностями организма в энергии. Направление процессов метаболизма гликогена регулируется механизмами, зависимыми от действия гормонов: в печени инсулина, глюкагона и адреналина, в мышцах инсулина и адреналина. Переключение процессов синтеза или распада гликогена происходит при переходе от абсорбтивного периода к постабсорбтивному или при смене состояния покоя на физическую работу.

5.2.10.1. Регуляция активности гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы. При изменении концентрации глюкозы в крови происходит синтез и секреция инсулина и глюкагона. Эти гормоны регулируют процессы синтеза и распада гликогена, воздействуя на активность ключевых ферментов этих процессов: гликогенсинтазу и гликогенфосфорилазу путем их фосфорилирования-дефосфорилиро- вания.

Рис. 5.24 Активация гликогенфосфорилазы фосфорилированием остатка Ser14 с помощью киназы гликогенфосфорилазы и инактивация с помощью фосфатазы, катализирующей дефосфорилирование остатка серина (согласно )

Оба фермента существуют в двух формах: фосфорилированной (активная гликогенфосфорилаза а и неактивная гликогенсинтаза) и дефосфорилированной (неактивная фосфорилаза b и активная гликогенсинтаза) (рис. 5.24 и 5.25). Фосфорилирование осуществляется киназой, катализирующей перенос фосфатного остатка от АТР на остаток серина, а дефосфорилирование катализирует фосфопротеинфосфатаза. Активности киназы и фосфатазы также регулируются путем фосфорилирования-дефосфорилирования (см. рис. 5.25).

Рис. 5.25. Регуляция активности гликогенсинтазы. Фермент активируется действием фосфопротеинфосфатазы (РР1), дефосфорилирующей три остатка фосфосерина вблизи С-конца в гликогенсинтазе. Киназа 3 гликогенсинтазы (GSK3), катализирующая фосфорилирование трех остатков серина в гликогенсинтазе, ингибирует синтез гликогена и активируется фосфорилированием с помощью казеинкиназы (СКII). Инсулин, глюкоза и глюкозо-6-фосфат активируют фосфопротеинфосфатазу, а глюкагон и адреналин (эпинефрин) ее ингибируют. Инсулин тормозит действие киназы 3 гликогенсинтазы (согласно )

сАМР-зависимая протеинкиназа А (РКА) фосфорилирует киназу фосфорилазы, переводя ее в активное состояние, которая в свою очередь фосфорилирует гликогенфосфорилазу. Синтез сАМР стимулируется адреналином и глюкагоном.

Инсулин посредством каскада с участием Ras-белка (сигнальный Ras-путь) активирует протеинкиназу рр90S6, фосфорилирующую и тем самым активирующую фосфопротеинфосфатазу. Активная фосфатаза дефосфорилирует и инактивирует киназу фосфорилазы и гликогенфосфорилазу.

Фосфорилирование с помощью РКА гликогенсинтазы приводит к ее инактивации, а дефосфорилирование с помощью фосфопротеинфосфатазы активирует фермент.

5.2.10.2. Регуляция метаболизма гликогена в печени. Изменение концентрации глюкозы в крови изменяет и относительные концентрации гормонов: инсулина и глюкагона. Отношение концентрации инсулина к концентрации глюкагона в крови называется «инсулин-глюкагоновым индексом». В постабсорбтивный период индекс снижается и на регуляцию концентрации глюкозы в крови оказывает влияние концентрация глюкагона.

Глюкагон, как приведено выше, активирует выделение в кровь глюкозы за счет распада гликогена (активации гликогенфосфорилазы и ингибирования гликогенсинтазы) или путем синтеза из других веществ  глюконеогенеза. Из гликогена образуется глюкозо-1-фосфат, изомеризующийся в глюкозо-6-фосфат, под действием глюкозо-6-фосфатазы гидролизуемый с образованием свободной глюкозы, способной выйти из клетки в кровь (рис. 5.26).

Действие адреналина на гепатоциты сходно с действием глюкагона в случае использования  2 -рецепторов и обусловлено фосфорилированием и активацией гликогенфосфорилазы. В случае взаимодействия адреналина с  1 -рецепторами плазматической мембраны трансмембранная передача гормонального сигнала осуществляется с использованием инозитолфосфатного механизма. В обоих случаях активируется процесс распада гликогена. Использование того или иного типа рецептора зависит от концентрации адреналина в крови.

Рис. 5.26. Схема фосфоролиза гликогена

В период пищеварения инсулин-глюкагоновый индекс повышается и преобладает влияние инсулина. Инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови, активирует, фосфорилируя через Ras-путь, фосфодиэстеразу сАМР, гидролизующую этот вторичный посредник с образованием АМР. Инсулином активируется также через Ras-путь фосфопротеинфосфатаза гранул гликогена, дефосфорилирующая и активирующая гликогенсинтазу и инактивирующая киназу фофорилазы и саму гликогенфосфорилазу. Инсулин индуцирует синтез глюкокиназы для ускорения фосфорилирования глюкозы в клетке и включения ее в гликоген. Таким образом, инсулин активирует процесс синтеза гликогена и тормозит его распад.

5.2.10.3. Регуляция метаболизма гликогена в мышцах. В случае интенсивной работы мышц распад гликогена ускоряется адреналином, связывающимся с  2 -рецепторами и через аденилатциклазную систему приводящим к фосфорилированию и активации киназы фосфорилазы и гликогенфосфорилазы и ингибированию гликогенсинтазы (рис. 5.27 и 5.28). В результате дальнейшего превращения глюкозо-6-фосфата, образовавшегося из гликогена, синтезируется АТР, необходимый для осуществления интенсивной работы мышц.

Рис. 5.27. Регуляция активности гликогенфосфорилазы в мышцах (согласно )

В состоянии покоя гликогенфосфорилаза мышц неактивна, так как находится в дефосфорилированном состоянии, но распад гликогена происходит за счет аллостерической активации гликогенфосфорилазы b с помощью АМР и ортофосфата, образующихся при гидролизе АТР.

Рис. 5.28. Регуляция активности гликогенсинтазы в мышцах (соглас- но )

При умеренных мышечных сокращениях аллостерически (ионами Са 2+) может активироваться киназа фосфорилазы. Концентрация Са 2+ увеличивается при сокращении мышц в ответ на сигнал двигательного нерва. При затухании сигнала уменьшение концентрации Са 2+ одновременно «выключает» активность киназы, таким образом

ионы Са 2+ участвуют не только в мышечном сокращении, но и в обеспечении энергией этих сокращений.

Ионы Са 2+ связываются с белком кальмодулином, в данном случае выступающим одной из субъединиц киназы. Мышечная киназа фосфорилазы имеет строение  4  4  4  4 . Каталитическими свойствами обладает только -субъединица, - и -субъединицы, являясь регуляторными, фосфорилируются по остаткам серина с помощью РКА, -субъединица идентична белку кальмодулину (подробно рассмотрен в разд. 2.3.2 части 2 «Биохимия движения»), связывает четыре иона Са 2+ , что приводит к конформационным изменениям, активации каталитической -субъединицы, хотя киназа остается в дефосфорилированном состоянии.

В период пищеварения в состоянии покоя в мышцах также происходит синтез гликогена. Глюкоза поступает в мышечные клетки с помощью белков-переносчиков ГЛЮТ 4 (их мобилизация в клеточную мембрану под действием инсулина подробно рассмотрена в разд. 5.2.4.3 и на рис. 5.21). Влияние инсулина на синтез гликогена в мышцах осуществляется также посредством дефосфорилирования гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы.

5.2.11. Неферментативное гликозилирование белков. Одним из видов посттрансляционной модификации белков является гликозилирование остатков серина, треонина, аспарагина, гидроксилизина с помощью гликозилтрансфераз. Поскольку в крови в период пищеварения создается высокая концентрация углеводов (восстанавливающих сахаров), возможно неферментативное гликозилирование белков, липидов и нуклеиновых кислот, получившее название гликирование. Продукты, образующиеся в результате многоступенчатого взаимодействия сахаров с белками, называются продуктами конечного гликозилирования (AGEs  Advanced Glycation End-products) и обнаружены во многих белках человека. Период полураспада этих продуктов более длительный, чем белков (от нескольких месяцев до нескольких лет), и скорость их образования зависит от уровня и длительности экспозиции с редуцирующим сахаром. Предполагается, что именно с их образованием связаны многие осложнения, возникающие при диабете, при болезни Альцгеймера, при катаракте.

Процесс гликирования можно разделить на две фазы: раннюю и позднюю. На первой стадии гликирования происходит нуклеофильная атака карбонильной группы глюкозы -аминогруппой лизина или гуанидиниевой группы аргинина, в результате которой образуется лабильное основание Шиффа – N ‑гликозилимин (рис. 5.29).Образование основания Шиффа – процесс относительно быстрый и обратимый.

Далее происходит перегруппировка N ‑гликозилимина с образованием продукта Амадори – 1‑амино‑1‑дезоксифруктозы. Скорость этого процесса ниже, чем скорость образования гликозилимина, но существенно выше, чем скорость гидролиза основания Шиффа,

Рис. 5.29. Схема гликирования белка. Открытая форма углевода (глюкозы) реагирует с -аминогруппой лизина с образованием Шиффова основания, подвергающегося перегруппировке Амадори в кетоамин через промежуточное образование еноламина. Перегруппировка Амадори ускоряется, если вблизи остатка лизина располагаются остатки аспартата и аргинина. Кетоамин далее может давать разнообразные продукты (продукты конечного гликирования  AGE). На схеме приведена реакция со второй молекулой углевода с образованием дикетоамина (согласно )

поэтому белки, содержащие остатки 1‑амино‑1‑дезоксифруктозы, накапливаются в крови.Модификации остатков лизина в белках на ранней стадии гликирования, по-видимому, способствует наличие в непосредственной близости от реагирующей аминогруппы остатков гистидина, лизина или аргинина, которые осуществляют кислотно-основной катализ процесса, а также остатки аспартата, оттягивающего протон от второго атома углерода сахара. Кетоамин может связать еще один остаток углевода по иминогруппе с образованием дважды гликированного лизина, превращающегося в дикетоамин (см. рис. 5.29).

Поздняя стадия гликирования, включающая дальнейшие превращения N ‑гликозилимина и продукта Амадори, – более медленный процесс, приводящий к образованию стабильных продуктов конечного гликирования (AGEs). В последнее время появились данные о непосредственном участии в формировании AGEs α‑дикарбо-нильных соединений (глиоксаля, метилглиоксаля, 3‑дезоксиглю-козона), образующихся in vivo как при деградации глюкозы, так и в результате превращений основания Шиффа при модификации лизина в составе белков глюкозой (рис. 5.30). Специфические редуктазы и сульгидрильные соединения (липоевая кислота, глутатион) способны трансформировать реактивные дикарбонильные соединения в неактивные метаболиты, что отражается в уменьшении образования продуктов конечного гликирования.

Реакции α‑дикарбонильных соединений с ε‑аминогруппами остатков лизина или гуанидиниевыми группировками остатков аргинина в белках приводят к образованию белковых сшивок, которые ответственны за осложнения, вызванные гликированием белков, при диабете и других заболеваниях. Кроме того, в результате последовательной дегидратации продукта Амадори при С4 и С5 образуются 1‑амино‑4‑дезокси‑2,3‑дион и -ендион, которые также могут участвовать в образовании внутримолекулярных и межмолекулярных белковых сшивок.

Среди AGEs охарактеризованы N ε ‑карбоксиметиллизин (CML) и N ε ‑карбоксиэтиллизин (CEL), бис(лизил)имидазольные аддукты (GOLD  глиоксаль-лизил-лизил-димер, MOLD  метилглиоксаль-лизил-лизил-димер, DOLD  дезоксиглюкозон-лизил-лизил-димер), имидазолоны (G‑H, MG‑H и 3DG‑H), пирралин, аргпиримидин, пентозидин, кросслин и весперлизин.На рис. 5.31 приведены некоторые

Рис. 5.30. Схема гликирования белков в присутствии D‑глюкозы. В рамке показаны основные предшественники продуктов AGE, образующиеся в результате гликирования (согласно )

конечные продукты гликирования. Например, пентозидин и карбоксиметиллизин (СМL)  конечные продукты гликирования, образующиеся в условиях окисления, обнаружены в долгоживущих белках: коллагене кожи и кристаллине хрусталика. Карбоксиметиллизин привносит в белок отрицательно заряженную карбоксильную группу вместо положительно заряженной аминогруппы, что может привести к изменению заряда на поверхности белка, к изменению пространственной структуры белка. СМL является антигеном, узнаваемым антителами. Количество этого продукта увеличивается линейно с возрастом. Пентозидин представляет собой кросс-линк (продукт поперечной сшивки) между продуктом Амадори и остатком аргинина в любом положении белка, образуется из аскорбата, глюкозы, фруктозы, рибозы, обнаружен в тканях мозга пациентов с болезнью Альцгеймера, в коже и плазме крови больных диабетом.

Конечные продукты гликирования могут способствовать свободно-радикальному окислению, изменению заряда на поверхности белка, необратимой сшивке между различными участками белка, что

нарушает их пространственную структуру и функционирование, делает устойчивыми к ферментативному протеолизу. В свою очередь, свободно-радикальное окисление может вызывать неферментативный протеолиз или фрагментацию белков, перекисное окисление липидов.

Образование конечных продуктов гликирования на белках базальной мембраны (коллаген IV типа, ламинин, гепарансульфат протеогликан) приводит к ее утолщению, сужению просвета капилляров и нарушению их функции. Эти нарушения внеклеточного матрикса изменяют структуру и функцию сосудов (снижение эластичности сосудистой стенки, изменение ответа на сосудорасширяющее действие оксида азота), способствуют более ускоренному развитию атеросклеротического процесса.

Конечные продукты гликирования (КПГ) влияют также на экспрессию некоторых генов, связываясь со специфическими КПГ-рецепторами, локализованными на фибробластах, Т-лимфоцитах, в почках (мезангиальные клетки), в стенке сосудов (эндотелий и гладкомышечные клетки), в мозге, а также в печени и селезенке, где они выявляются в наибольшем количестве, т. е. в тканях, богатых макрофагами, которые опосредуют трансдукцию этого сигнала посредством увеличения образования свободных радикалов кислорода. Последние, в свою очередь, активируют транскрипцию ядерного NF-kB фактора  регулятора экспрессии многих генов, отвечающих на различные повреждения.

Одним из эффективных способов предупреждения нежелательных последствий неферментативного гликозилирования белков является снижение калорийности пищи, что отражается в снижении концентрации глюкозы в крови и уменьшении неферментативного присоединения глюкозы к долгоживущим белкам, например к гемоглобину. Снижение концентрации глюкозы приводит к снижению как гликозилирования белков, так и перекисного окисления липидов. Негативный эффект гликозилирования обусловлен как нарушением структуры и функций при присоединении глюкозы к долгоживущим белкам, так и происходящим вследствие этого окислительным повреждением белков, вызванным свободными радикалами, образующимися при окислении сахаров в присутствии ионов переходных металлов. Нуклеотиды и ДНК подвергаются также неферментативному гликозилированию, что приводит к мутациям из-за прямого повреждения ДНК и инактивации систем репарации, вызывает повышенную ломкость хромосом. В настоящее время изучаются подходы к предупреждению влияния гликирования на долгоживущие белки с помощью фармакологических и генетических воздействий.

Углеводы и углеводная диета .

От высоко углеводной диеты может увеличиться вес, раздуться живот. Низкоуглеводная диета способствует краткосрочной потери веса, но сопровождаются некоторыми серьезными проблемами.

Итак, что нужно знать о углеводах?

Вы можете потреблять углеводы, и продукты их содержащие, но просто обязаны знать, как их выбирать.

• Углеводы являются идеальным топливом для вашего организма для большинства его функций. Углеводы при расщеплении снабжают тело энергией, необходимой для мышц, мозга и функционирования центральной нервной системы. На самом деле, человеческий мозг зависит исключительно от углеводов для своей работы.
• Углеводы содержатся в фруктах, овощах, бобах, молочных продуктах, зерновых (мучных изделиях и кашах), сахаре, меде, патоке, и кукурузном сиропе.
• Организм превращает углеводы в глюкозу, которую наши клетки используют в качестве топлива. Некоторые углеводы (простые) быстро превращаются в глюкозу, другие (сложные) усваиваются дольше, глюкоза поступает в кровь постепенно.
• Во время переваривания все углеводы расщепляются до глюкозы, прежде чем они попадают в кровоток, где инсулин помогает глюкозе проникать в клетки организма. Некоторая часть глюкозы хранится в виде гликогена в печени и мышцах для дальнейшего использования, например для тренировки. Если в организм глюкозы поступает больше чем нужно, ее запас в организме будет храниться как жировая ткань (жир).

Существуют в основном три вида углеводов:

Простые углеводы состоят из глюкозы и фруктозы, которые расщепляются и усваиваются быстро. Последние исследования показали, что некоторые простые углеводы могут привести к скачкам уровня сахара в крови, что также увеличивает выработку инсулина. Это может повысить аппетит и как следствие риск появления лишнего жира. Иными словами нужно потреблять разные типа углеводов.

Простые углеводы содержатся в овощах, фруктах, ягодах, но также в сладостях, мучных изделиях, в макаронных изделиях.

Сложные углеводы (полисахариды), например такие как крахмал, состоят из структурно более сложных цепочек молекул, и требуют больше времени, чтобы их разбить и усвоить.

Сложные углеводы содержатся в картофеле, в мясе, орехах, зерновых, бобовых, и волокнах растений.

Сложные углеводы перевариваются постепенно, и глюкоза попадает в кровь постепенно что вызывают лишь умеренное повышение уровня инсулина, что в свою очередь стабилизирует аппетит, что приводит к меньшему количеству углеводов, которые могут быть сохранены в виде жира.

Сложные углеводы из продуктов из цельного зерна, коричневый рис, макароны из твердых сортов пшеницы и отрубей злаковых перевариваются медленно. Они содержат витамины, минералы и клетчатку, которые способствуют здоровью.

Богатые питательными веществами и волокнами (клетчаткой) овощи, фрукты и бобы, также содержат углеводы.

Неперевариваемые углеводы которые также называют пищевые волокна.Организм не в состоянии переварить, а точнее разбить молекулы клетчатки на более мелкие для поглощения цепочки. Поэтому пищевые волокна и клетчатка не является источником энергии для тела, но они способствуют укреплению здоровья другими способами. При попадании клетчатки в кишечник они способствуют здоровому процессу пищеварения, за счет создания полезной среды для бактерий, при переваривании плотных продуктов, например мяса.

Простые углеводы, сложные углеводы и пищевые волокна содержатся во многих продуктах питания. Некоторые из них имеют особо важные питательные вещества, способствующие укреплению здоровья, а другие просто предоставляют калории, которые способствуют жизнедеятельности.

Существует более точная классификация углеводов, на основании гликемического индекса продуктов.

• Сахар, сироп, конфеты, мед, джемы, желе, патока и безалкогольные напитки содержат простые углеводы и мало других питательных веществ.
• Фрукты содержат преимущественно простые углеводы , но и ценные витамины, минералы, клетчатку и воду.
• Овощи содержат различное количество простых и сложных углеводов , витаминов, минералов, клетчатки и воды.
• Бобовые культуры, такие как фасоль, горох, чечевица и соя содержат сложные углеводы , клетчатку, витамины, минералы и белки.
• Молочные продукты содержат простые углеводы , а также белки, кальций и другие питательные вещества.
• Зерновые продукты содержат сложные углеводы , клетчатку, витамины, минералы и белки. Содержание варьируются в зависимости от типа зерна, и способа его обработки.

Что вы еще должны знать о низкоуглеводных диетах.

Очень низкоуглеводная диета приведет к катастрофическим последствиям, опасным прежде всего!

Углеводы ВАМ не враги!

Комбинация разных типов углеводов, или потребление богатых углеводами продуктов в вашем рационе имеет важное значение для долгосрочной веса и хорошего здоровья.

Низкоуглеводные диеты вызывают немедленную реакция организма:

• При отсутствии глюкозы для энергии, организм начинает использовать белок из пищи, превращая его в энергию. Поэтому этот белок больше не доступен для важных функций, таких как создание новых клеток, тканей, ферментов, гормонов и антител и регулирование водного баланса.
• Когда углеводы отсутствуют в рационе, организм не может эффективно перерабатывать жиры. Обычно углеводы в сочетании с жирами - это компоненты для выработки энергии. Если углеводы не доступны, начинается неполное расщепление жиров, нарушение обменных процессов, что приводит к образованию побочного продукта под названием кетоны, к этому классу веществ относится ацетон. Эти кетоны накапливаются в крови, и в моче вызывая кетоз. Кетоз вызывает снижение аппетита, потому что это один из механизмов защиты организма, от вас самих. Возможно, что кое кто подумает, что это отличный способ похудеть - нет аппетита, значит нет веса. Но какой ценой! Это стресс для организма, а что бывает при таких нагрузках, вы можете узнать из другой статьи.
• Из-за нехватки энергии и накоплению кетонов, низкоуглеводные диеты часто сопровождается тошнотой, головными болями, головокружением, усталостью, неприятным запахом изо рта, и обезвоживанием.
• Из-за обезвоживания и недостатока клетчатки, может возникнуть запор.
• Эффективность фитнесса снижается при низкоуглеводной диете.

Хронический дефицит углеводов приводит к истощению запасов гликогена в печени и отложению жира в ее клетках. Это может вызвать так называемое жировое перерождение печени и нарушение ее функций.

Долгосрочные эффекты от низкоуглеводных диет.

Если вы серьезно ограничили себя в углеводах, потребление белков и жиров увеличивается, в результате чего возникает несколько долгосрочных эффектов:

• Повышается риск возникновения многих видов рака, когда фрукты, овощи, продукты из цельного зерна, бобов и исключаются из рациона.
• Несбалансированная диета, белковая диета, приводит к нарушениям обменных процессов. А содержащиеся в белковой пище пурины переходят в мочевую кислоту. Повышенные уровни мочевой кислоты в крови могут привести к образованию игольчатых кристаллов мочевой кислоты в суставах, вызывая подагру.
• Камни в почках образуются в следствии кетоза.
• Со временем, высокобелковая диеты может привести к потере кальция и привести к остеопорозу.
• Риск сердечно-сосудистых заболеваний значительно возрастает при низкоуглеводной диете с высоким содержанием белка, холестерина, жира и насыщенных жиров.
• Черезмерное образование кетонов при усиленном окислении жиров и отчасти белков может привести к «закислению» организма, отравлению тканей мозга, в особо тяжелых случаях ацидотической комы с потерей сознания.

Вопрос: нужна ли такая диета, и как следствие потеря веса, если ваше здоровье будет подорвано?

Как правильно включать углеводы в рацион?

Какие углеводы включать в диету, безопасно, эффективно и контролируемым образом?

Правильное потребление углеводов содержит только 3 простых правила.

Правило 1: Включите следующее в свой ​​рацион:

• Фрукты: 2-4 порции в день
• Овощи: 3-5 порций в день
• Хлеб из цельного зерна, мучные изделия из твердых сортов пшеницы (макароны, лапшу), различные крупы, коричневый рис: 6-11 порций ежедневно
• Бобы, фасоль и горох: 1-2 порции в день
• С низким содержанием жира и обезжиренные молочные продукты: 3 порции в день

ПРАВИЛО 2: Ограничение следующие до менее чем 2 порции в день:

• Фруктовый сок
• Мучные и кондитерские изделия из белой муки (хлеб, кексы, рогалики, булочки, макароны, лапшу, сухарики)
• Белый рис
• Картофель фри
• Жареные овощи

ПРАВИЛО 3 Ликвидировать из своего рациона или есть от случая к случаю:

• Сладкие десерты, печенье, торты, пироги, конфеты
• Пончики и пирожные
• Чипсы, кола и газированных напитков
• Сахар, мед, сироп, варенье, желе, патоку

Вот и все!

Простой и эффективный углеводно контролируемый план питания, который, в сочетании с вашими контролируемыми в дневнике питания онлайн калькулятора калорий , позволяет воспользоваться бесчисленными преимуществами сложных углеводов и клетчатки.

Другая крайность - избыток углеводов и высоко углеводная диета .

Избыточное потребление углеводов в пище вызывает повышение уровня сахара в крови и как следствие инсулина. В результате образуется жировая ткань.

Причиной образования жира и ожирения вообще, является резкое повышение содержания глюкозы в крови после приема богатой углеводами пищи.

Организм вынужден усваивать весь объем углеводов, и как-то справляться с резким повышением концентрации глюкозы в крови. Природой «придуман» эффективный способ переработки глюкозы в нашем организме - выработка инсулина, а затем синтез жиров.

Такой тип питания вызывает гастрит, язвам, и другим заболеваниям пищеварительной системы, но и к накоплению лишней жировой ткани.

Регуляторами углеводного обмена, кроме инсулина, являются гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды. Эти гормоны усиливают синтез в печени глюкозы из аминокислот. Этот процесс стимулирует и гормон глюкогон, который, как и инсулин, вырабатывается поджелудочной железой. Глюкокортикоиды и глюкогон по действию противоположны инсулину.

Будьте здоровы и худейте правильно!

Основные функции углеводов

Углеводы являются основной составной частью пищегого рациона человека, так как их потребляют примерно в 4 раза больше, чем жиров и белков. Они выполняют в организме многие разнообразные функции но главная из них – энергетическая (рис. 1). На протяжении жизни человек в среднем потребляет около 14 т углеводов, в том числе более 2,5 т моно- и дисахаридов. За счет углеводов обеспечивается около 60% суточной энергоценности, тогда как за счет белков и жиров вместе взятых – только 40%

Рис. 1. Основные функции углеводов в человеческом организме.

Средняя потребность в углеводах составляет 350-500 г/сутки. При увеличении физической нагрузки доля углеводов должна возрастать.

Углеводы необходимы для биосинтеза нуклеиновых кислот, заменимых аминокислот, как составная структурная часть клеток. Они входят в состав гормонов, ферментов и секретов слизистых желез.

Регуляторная функция углеводов разнообразна. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров, регулируют обмен углеводов и деятельность центральной нервной системы. Важную роль играют углеводы, выполняя защитные функции. Так, глюкуроновая кислота, соединяясь с некоторыми токсическими веществами, образует растворимые в воде нетоксические сложные эфиры, легко удаляемые из организма.

По пищевой ценности углеводы делят на усвояемые инеусвояемые. Усвояемые углеводы перевариваются и метаболизируются в организме человека. К ним относятся глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, мальтоза, α-глюкановые полисахариды – крахмал, декстрины и гликоген. Неусвояемые углеводы не расщепляются ферментами, секретируемыми в пищеварительном тракте человека. К неусвояемым углеводам относятся рафинозные олигосахариды и не-α-глюконовые полисахариды – целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества, лигнин, камеди и слизи.

Усвояемые углеводы

Известно более 200 различных природных моносахаридов, однако только некоторые из них используются в питании. Наибольшей пищевой ценностью обладают альдозы (глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза), а также кетозы (фруктоза). Потребление глюкозы и фруктозы – двух наиболее распространенных в природе моносахаридов – достигает 20% общего потребления углеводов. Из кишечника углеводы всасываются в кровь только в виде глюкозы и фруктозы. Глюкозу в качестве питательного материала в организме человека используют в основном нервные клетки, мозговое вещество почек и эритроциты.

Депонируется глюкоза в виде гликогена печени (100 г) и мышц (250 г). В организме постоянный уровень концентрации глюкозы в крови поддерживается с помощью гормонов поджелудочной железы – инсулина и глюкагона.

Фруктоза менее распространена, чем глюкоза, и так же быстро окисляется. Фруктоза обладает наибольшей сладостью из всех известных сахаров. Поступая в организм, большая ее часть быстро усваивается тканями без инсулина, другая, меньшая, превращается в глюкозу. То, что фруктоза способна усваиваться без инсулина, делает ее незаменимой в питании больных диабетом. Основными пищевыми источниками глюкозы и фруктозы служат мед, сладкие овощи и фрукты. В семечковых преобладает фруктоза, а в косточковых (абрикосы, персики, сливы) – глюкоза. Количество фруктозы и глюкозы в ягодах приблизительно одинаково (табл. 1).

Табл. 1. Углеводы плодов

В современных условиях целесообразно удовлетворять потребность в углеводах, используя нерафинированные продукты, а также продукты, содержащие фруктозу (мед, некоторые плоды и овощи), поскольку фруктоза, как указывалось выше, медленнее усваивается, обмен ее практически не связан с инсулином и она не вызывает гипергликемии (увеличение содержания глюкозы в крови). Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества по сравнению с сахарозой и глюкозой для достижения сладости продуктов и напитков и снизить таким образом общее потребление сахаров.

Основные пищевые дисахариды в питании человека – сахароза и лактоза.

Сахар, основным компонентом которого является сахароза, выполняет в организме роль энергоносителя.

За последние 150 лет потребление сахара стремительно увеличилось – в гораздо большей степени, чем считает полезным медицина. В России и странах СНГ его реальное потребление достигло 70-100 г в сутки. В других странах еще выше: в Англии – 130 г, а среди подростков – 156 г в сутки.

За сахаром закрепилось название «белая смерть». В литературе по диетологии появилось понятие «сахаролик». Дело в том, что сахар представляет собой рафинированный продукт, что приводит к недополучению человеком сотен, а возможно, и тысяч разнообразных биологически-активных веществ, которые усваивали наши предки с пищей в течение миллионов лет. При попадании в кишечник сахароза быстро распадается на глюкозу и фруктозу и всасывается в кровь. В крови заметно повышается концентрация глюкозы. Это своеобразный удар по поджелудочной железе, от которой требуется поставлять организму достаточное количество гормона инсулина, чтобы отрегулировать содержание глюкозы в крови. Подобные резкие колебания уровня глюкозы в крови требуют от организма напряженной работы, и даже включения резервных регуляторных возможностей.

Наиболее частое и серьезное последствие избыточного потребления рафинированного сахара – нарушение обмена веществ, прежде всего обмена углеводов (рис. 2).

Неслучайно сахарный диабет пожилых людей называли «болезнью кондитеров». Задолго до появления диабета как заболевания у людей, потребляющих много сахара, понижается уровень сахара в крови (гипогликемия). Постоянное поступление сахара в организм вызывает повышенную активность ферментных систем, утилизирующих его. Для поддержания необходимого уровня глюкозы в крови сахара требуется все больше и больше. По мере истощения от чрезмерной нагрузки ферментных механизмов переработки сахара гипогликемия переходит в гипергликемию и диабет, которые нередко осложняются другими нарушениями обмена веществ, приводящих к ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям.

По данным ВОЗ, потребление сахара в странах с низкой смертностью от заболеваний органов кровообращения колеблется от 25 до 81 г в сутки, в странах с высокой смертностью – от 87 до 136 г.

Однако недопустимо сахар считать вредным продуктом, вредно лишь злоупотребление им. В суточном рационе питания доля сахара от общего количества углеводов должна составлять 15-20%. От такого количества сахара организм не будет испытывать излишних нагрузок.

Лактоза – наиболее важный углевод в период грудного вскармливания и при искусственном кормлении маленьких детей. Основным источником лактозы в пищевых продуктах являются молоко (4,8-5,2%), сливки (3,7%), сметана и кефир (3,1-3,6%).

При отсутствии или уменьшении фермента лактазы, расщепляющей лактозу до глюкозы и галактозы, наступает непереносимость молока.

Рис. 2 Основные опасности недостатка или избытка усвояемых углеводов

Большое значение для жизнедеятельности организма имеют олигосахариды, содержащие более двух моносахаридов. В силу более сложной химической структуры данная группа пищевых компонентов значительно медленнее подвергается действию пищеварительных ферментов. Вследствие этого большая их часть переходит в толстый кишечник, где активно используется в качестве питательного субстрата представителями естественной микрофлоры кишечника и в особенности бифидобактериями. В свою очередь это способствует восстановлению нормальных микробных соотношений и щелочно-кислотного баланса в кишечнике, а также обеспечивают организм целым рядом витаминов микробного происхождения. По этой причине данная группа соединений относится к группе бифидогенных факторов и отчасти компенсирует недостаток пищевых волокон.

Среди полисахаридов растительных продуктов наибольшее значение в питании человека имеет крахмал.

В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в пищеварительном тракте, при этом распад начинается уже во рту. Ввиду того, что процесс гидролиза крахмала в кишечнике происходит постепенно, прием его с пищей не вызывает такого резкого подъема сахара в крови и черезмерного напряжения инсулярного аппарата поджелудочной железы, как глюкоза. Установлено, что крахмал снижает содержание холестерина в печени и в сыворотке крови, способствует синтезу рибофлавина кишечными бактериями, который, входя в ферменты способствует превращению холестерина в желчные кислоты и выведению его из организма, что имеет большое значение для предотвращения атеросклероза. Крахмал способствует интенсификации обмена жирных кислот.

Больше всего крахмала содержится в хлебопродуктах (40-73%), семенах бобовых растений (40-45%) и картофеле (15%).

В животных продуктах содержится относительно небольшое количество другого усвояемого полисахарида, близкого по химическому строению к крахмалу, – гликогена (в печени – 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1,0%).

При недостатке углеводов в организме появляются слабость, головокружение, головная боль, чувство голода, сонливость, потливость, дрожь в руках.

Непереносимость углеводов – это неспособность тонкой кишки полностью перерабатывать питательные углеводы (сахара и крахмалы). Заболевание, как правило, связано с дефицитом ферментов необходимых для пищеварения. Непереносимость лактозы при этом является наиболее широко распространенным типом данного заболевания, затрагивающим около двадцати процентов детей и до семидесяти процентов взрослого населения по всему миру.

Что такое углеводы

Углеводы являются основным источником энергии, и, наряду с жирами и белками, одним из трех основных питательных веществ. Углеводы классифицируются в соответствии с их структурой, основанной на количестве основного сахара или сахарида.

Моносахарид (простой сахар) – самый простой углевод. Простые сахара включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Простые сахара имеют важное значение для пищеварения, и могут быть поглощены в тонкой кишке.

Две молекулы простых сахаров, связанные друг с другом, образуют дисахарид. Дисахариды, присутствующие в пище, это мальтоза (продукт переваривания крахмала), сахароза (сахар) и лактоза (сахар в молоке). Эти дисахариды в кишечнике разделяются ферментами на две молекулы простых сахаров и поглощаются организмом.

Полисахариды являются гораздо более сложными углеводами, состоящими из множества молекул простых сахаров. Наиболее важные из них – гликоген и крахмал.

Как происходит переваривание сахаров

Переваривание пищи начинается во рту, переходит в желудок, а затем в тонкий кишечник. По пути, специфические ферменты необходимы для переработки различных типов сахаров, и они представляют собой вещества, которые действуют как катализатор для производства химических изменений. Ферменты лактазы, мальтазы и изомальтазы (сахаразы) необходимы, чтобы расщепить дисахариды; в случае сбоев или нарушений данного процесса может возникнуть непереносимость углеводов.

Виды непереносимости углеводов

Непереносимость углеводов может быть врожденной, первичной или вторичной.

1. Врожденное состояние вызывается ферментными дефектами при рождении. Так, аластазия является очень редким врожденным состоянием и результатом генетического дефекта, который вызывает полное отсутствие лактазы, фермента, необходимого для переваривания молочного сахара.
2. Первичная непереносимость бывает вызвана дефектом фермента в течение долгого времени. Наиболее распространенной болезнью в данном случае является непереносимость лактозы.
3. Вторичная непереносимость углеводов часто вызывается заболеванием или расстройством желудочно-кишечного тракта, и исчезает, когда основная причина излечивается. Вторичные состояния включают в себя дефицит белка, панкреатит, целиакию, синдром короткого кишечника и некоторые кишечные инфекции. Хроническая почечная недостаточность и некоторые лекарства также могут вызвать признаки вторичной непереносимости углеводов.

Причины непереносимости углеводов

Ферменты играют важную роль в расщеплении углеводов в формы, которые могут усваиваться и использоваться организмом. Так, крахмал расщепляется на дисахариды амилазой, ферментом слюны. Дисахариды мальтоза, сахароза и лактоза не могут быть поглощены, пока они не были разделены на простые молекулы сахара соответствующими ферментами, присутствующими в клетках желудочно-кишечного тракта . Если все эти процессы не завершены, пищеварение прерывается.

Хотя и не часто, дефицит в ферментах, необходимых для переваривания лактозы, мальтозы и сахарозы иногда присутствует при рождении. Количество кишечных ферментов лактазы обычно уменьшается естественным образом с возрастом, но и это происходит в разной степени.

Пищеварительные болезни, такие, как целиакия, кишечные инфекции и травмы, также могут уменьшить количество продуцируемых ферментов. В случае с онкологическими больными, лечение с помощью лучевой терапии или химиотерапии может повлиять на клетки в кишечнике, которые обычно секретируют лактазу, что приводит к непереносимости.

Симптомы непероносимости углеводов

Тяжесть симптомов зависит от степени дефицита фермента, и колеблется от легкого метеоризма до тяжелой диареи. В случае дефицита лактазы, неперевареный молочный сахар остается в кишечнике, где затем ферментируется нормальными кишечными бактериями. Это вызывает газообразование, вздутие живота и метеоризм. В случае с растущим ребенком, основными симптомами являются диарея и неспособность набрать вес. Лактазная недостаточность вызывает желудочно-кишечные расстройства, начинающиеся от тридцати минут до двух часов после употребления продуктов, содержащих лактозу.

Пищевая непереносимость может быть спутана с пищевой аллергией, так как симптомы тошноты, вздутия живота, метеоризма и диареи присутствуют и в первом случае, и во втором. Пищевая непереносимость, между тем, включает физические реакции на пищевой продукт или пищевую добавку, и не связаны с иммунной реакцией.

Нерасщепленные сахара приводят к водянистой диарее (осмотическая диарея). С поносом могут выводиться и другие питательные вещества из кишечника, прежде чем они могут быть поглощены.

Когда обратиться к врачу

Необходимо обратиться к гастроэнтерологу, если у вас имеются следующие симптомы:

• абдоминальная боль,

Подпишитесь на наш Ютуб-канал !

• рвота или диарея,
• постоянные или сильные боли в животе,
• необъяснимая потеря веса,
• ректальное кровотечение,
• кровь или слизь в стуле,
• лихорадка.

Диагностика заболевания

Врач может рекомендовать диету без лактозы в течение двух или трех недель, чтобы определить, является ли непереносимость лактозы источником симптомов. В этот период нужно избегать любых продуктов, содержащих лактозу.

Диагноз непереносимости углеводов или лактозы ставится при наличии симптомов, связанных с состоянием. Кроме того, гастроэнтеролог может подтвердить диагноз после опроса о физическом здоровье пациента, выполнения физической экспертизы и на основании результатов лабораторных тестов, чтобы исключить другие условия, которые схожи с углеводной непереносимостью.

При подозрении на непереносимость углеводов, диагноз может быть подтвержден с помощью оральных тестов на толерантность.

При непереносимости лактозы у младенцев и детей младшего возраста, педиатры рекомендуют просто заменить коровье молоко на соевые смеси. При необходимости, образец кала может быть исследован на кислотность. Неадекватное переваривание лактозы приводит к увеличению кислоты в отходах кишечника и к присутствию глюкозы.

Лечение углеводной непереносимости

Объем лечебных мероприятий зависит от конкретной формы заболевания. Для вторичной непереносимости углеводов обычно достаточно вылечить основное заболевание: например, избавиться от панкреатита, гастрита или энтероколита.

Сложнее дела обстоят при первичной непереносимости — то есть вызванной недостатком или отсутствием в организме определенного фермента. В этом случае все зависит от вида ферментопатии. Но в общем базовый принцип лечения один: прописывается диетотерапия и назначается лечебное питание.

При лактазной недостаточности у маленьких детей, находящихся на грудном вскармливании, им назначается прием искусственного фермента лактазы. «Искусственникам» назначается кормление безлактазными смесями из соевого белка. При галактоземии грудное вскармливание полностью прекращается. В дальнейшем ребенок переводится на строгую диету, при которой в продуктах полностью отсутствует галактоза.

Источниками углеводов для пациентов с указанными видами заболеваний служат продукты с фруктозой.

Важно! Альтернативные методы лечения, такие как гомеопатия, натуропатия, народная медицина, при непереносимости углеводов категорически противопоказаны. Например, все гомеопатические препараты изготавливаются на основе сахара, который при данной патологии противопоказан и может нанести вред.

Питательные проблемы

Так как имеются значительные различия в степени непереносимости, лечение должно быть адаптировано для каждого больного индивидуально. Молочных продуктов следует избегать пациентам с признаками непереносимости лактозы.

Молочные продукты являются важным источником кальция. Поэтому людям, которые уменьшают или строго ограничивают потребление этих продуктов, возможно, придется рассмотреть другие способы получения достаточного количества кальция. Прием добавок кальция или других продуктов с высоким содержанием этого элемента может быть необходим для удовлетворения рекомендованной суточной потребности. Кроме того, продукты с высоким содержанием витамина А , рибофлавина и витамина В 12 должны быть включены в ежедневный рацион, чтобы компенсировать питательные вещества, содержащиеся в коровьем молоке.

Предотвращение углеводной непереносимости

Так как причины дефицита фермента, ведущего к непереносимости углеводов, неизвестны, то нет никакого способа, чтобы предотвратить это состояние.

Отказ от ответственности: Информация, представленная в этой статье про непереносимость углеводов, предназначена только для информирования читателя. Она не может быть заменой для консультации профессиональным медицинским работником.

Каждому, кто регулярно занимается спортом и следит за питанием, приходилось слышать о быстрых и медленных углеводах, составлять меню с учетом списка запрещенных и разрешенных для похудения продуктов или, наоборот, набора мышечной массы. Многие диетологи советуют на время диеты полностью отказаться от коротких углеводов, поскольку они имеют высокий гликимический индекс, быстро расщепляются и не насыщают, откладываются на талии и боках. Разбираемся, так ли это на самом деле, какими вкусняшками можно себя побаловать, а мимо каких стоит гордо катить продуктовую тележку.

Быстрые углеводы - список продуктов для похудения и набора массы тела

Почему для потери веса медленные углеводы предпочтительнее быстрых? Все просто - быстрые мгновенно дают ощущение сытости, вызывают резкий скачок сахара, при этом на их переработку организм тратит минимум энергии. Излишки «засыпают» на нас в виде жирка и знаменитых «апельсиновых корок» все из-за того же повышенного гликемического индекса - скорости, с которой пища становится энергией. Медленные углеводы перерабатываются дольше, мы дольше не чувствуем себя голодными.

На первый взгляд, кажется, что диетологи правы - стоит полностью отказаться от свежего белого хлебушка и шоколадных конфеток в пользу пасты из твердых сортов пшеницы и клюквенного морса, но именно короткие углеводы заряжают энергией, хорошим самочувствием, настроением. Они содержат фруктозу, глюкозу, мальтозу и еще ряд элементов, без которых худеющий будет грустно вздыхать и обессилено висеть на перекладине.

Совет: исключать короткие углеводы при похудении полностью - неправильно, максимально ограничить потребление и выбрать самые безопасные - правильно.

Подробно о том, у каких продуктов - допустимый, а у каких - запредельный для сидящего на диете ГИ, мы описывали. Сейчас более детально остановимся на составлении таблицы продуктов, содержащих быстрые углеводы, допустимые в меню для похудения. Для удобства перечень можно бесплатно скачать в сети, распечатать и повесить на холодильник - так вы будете наглядно видеть, что можно, а что временно нельзя.

Повышенные дозы БУ содержит:

1. Сладкое - сахар, варенья, конфеты, сиропы, сгущенное молоко, мед и пр.
2. Сухофрукты - плоды, прошедшие дегидратацию, уменьшаются в объемах, но количество сахара при этом пропорционально в них увеличивается
3. Сладкие газированные напитки и покупные соки из фруктов и овощей
4. Вся выпечка - пироги, торты, пирожные, пирожки, печенье, белый хлеб
5. Сладкие ягоды и фрукты - ананасы, арбузы, бананы, дыни, черешня, виноград, манго
6. Овощи - картофель, тыква, пастернак, отварные морковь и свекла
7. Крупы - белый/коричневый рис и рисовая мука, пшено, мюсли
8. Майонез и прочие соусы

Понятное дело, что сказать всему этому категорическое «нет», учитывая, например, пользу меда или тыквы для здоровья будет не самым умным решением. Важно - вводить БУ в меню рационально и отдавать предпочтение еде с гликемическим индексом до 55.

Суточная норма потребления углеводов всех типов равна 2 граммам на килограмм массы тела. Быстрые должны составлять третью часть. Конечно, злоупотребление жареной картошкой или белым хлебом сведет на нет все ваши спортивные достижения, но вот батончик-мюсли или банан после активной тренировки будут правильным выбором.

Совет: любой алкоголь считается быстрым сахаридом. Это значит, что от горячительных напитков во время диеты стоит отказаться.

Немаловажный вопрос: как разобраться со списком таблицы продуктов, содержащих быстрые углеводы, тем, кому они нужны для набора веса? Для этого специалисты в области спортивного питания рекомендуют увеличить их количество в рационе до 3-4 грамм.

Диетологи ведут бесконечные споры на тему, допустимо ли употребление углеводов в качестве последнего приема пищи. Ответ прост: порция БУ усваивается примерно за час, после чего организм начинает требовать продолжения банкета. То есть если вы съедаете что-нибудь из черного списка вечером, не предполагая повышенной физической активности, оно тут же откладывается на будущее. Лучше оставьте БУ на первую половину следующего дня.

При этом не стоит забывать: когда вы не пребываете в активной фазе сушки или избавления от лишнего веса, а просто поддерживаете форму, в умеренных количествах можно употреблять все продукты, поскольку в жир трансформируется исключительно нерастраченное.

Быстрые углеводы - список продуктов до и после тренировки

По логике за час-полтора до занятия вполне допустимо съесть порцию быстрых углеводов - за это время они успеют усвоиться, а все «лишнее» вы оставите в качалке. Однако лучше так не поступать и заменить простые углеводы порцией сложных. Они будут долго и равномерно насыщать кровь глюкозой, что обеспечит стабильный уровень сахара, увеличит выносливость и скорость сжигания жира.

Если заменить их простыми, это станет причиной резкого скачка инсулина, чья основная задача - снижать уровень сахара и предотвращать процесс загустения крови. В итоге сахар упадет, вы почувствуете себя обессиленным и не способным на спортивные подвиги, а о наборе мышечной массы во время занятия и вовсе не может идти речь - инсулин заблокирует процесс сжигания жира.

Варианты идеального меню до тренировки:

1. Паста или рисовая лапша с овощами
2. Порция булгура и греческий салат
3. Овощной салат
4. Тушеная спаржа с тофу
5. Овсянка с фруктами без молока
6. Лаваш с сырно-овощной начинкой
7. Суп или борщ
8. Тосты из цельнозернового хлеба с авокадо

А вот после тренировки наступает идеальное время для быстрых углеводов. 60-100 грамм - то, что нужно организму после физической нагрузки. Инсулин, о котором мы говорили выше в негативном ключе, в данном случае сослужит добрую службу транспортного гормона - мышцы получат необходимые питательные вещества, вы восстановитесь. Вместе с этим замедлится выделение катаболических гормонов, призванных разрушать мышечные волокна.

Варианты идеального перекуса после тренировки:

1. Сладкий фреш
2. Плов или рис с овощами
3. Порция запеченного картофеля
4. Сладкие фрукты
5. Шоколад или мед
6. Отрубной хлеб
7. Гранола и пр.

Совет: если основная цель занятий в зале - активное похудение, углеводное окно лучше не закрывать и воздержаться от пищи 2-3 часа.

Быстрые углеводы - список продуктов, таблица при диабете

Главное внимание в списке продуктов, содержащих быстрые углеводы, при построении меню больного сахарным диабетом 1 или 2 типа диетологи отводят контролю уровня простого сахара. Он мгновенно всасывается желудочно-кишечным трактом, что приводит к скачку показателей. По этой причине сахар исключается из рациона больного. В отдельных случаях допускается употребление до 30 г в день при начальных формах заболевания.

Ключевую функцию выполняют полисахариды:

1. Крахмал - также расщепляется до сахара, но всасывается медленнее
2. Клетчатка - практически не всасывается, но обеспечивает более медленное всасывание углеводов

Оба эти вещества важны для диабетиков, поскольку снижают вероятность скачка сахара.

Фрукты и овощи, которые можно употреблять диабетикам без подсчета углеводов, должны содержать не более 5 грамм вещества.

К ним относятся:

1. Огурцы, помидоры, капуста, шпинат, листовой салат, спаржа, зеленый лук, редис
2. Лимон, клюква
3. Цикорий

Не более 200 г в день следует употреблять растительные продукты, содержание углеводов в которых достигает 10 г:

1. Репчатый лук, свекла, редька, бобы, брюква, петрушка, сельдерей
2. Клубника, мандарины, апельсины, грейпфруты, красная и черная смородина, айва, дыня, персики, груши

Употреблять с опаской или не употреблять вовсе рекомендуется продукты с содержанием более 10 г углеводов:

1. Картофель, зеленый горошек
2. Финики, бананы, инжир, сладкие сорта яблок

Совет: картофель - король БУ, поэтому страдающим сахарным диабетом на него лучше не налегать, а при большом желании нарушить запрет, ограничить порцию 200 граммами.

Углеводы в сыре, твороге и других молочных продуктах можно не считать. Исключением является само молоко - выпивать его можно до стакана, каждый следующий стоит расценивать как 12 г БУ. Также рекомендуется ограничить количество круп и мучных продуктов. Исключением является ржаной хлеб.

Список быстрых углеводов, от которых диабетик должен отказаться:

1. Обычный сахар и глюкоза
2. Кондитерские изделия
3. Варенье, мармелад и сиропы
4. Сладкий алкоголь и газировка
5. Сгущенное молоко
6. Мороженое

Для составления правильного сбалансированного рациона человеку с данным видом заболевания необходимо обратиться к лечащему врачу - он подберет систему питания и скорректирует количество разрешенных и запрещенных продуктов, исходя из индивидуальных медицинских показателей.

Как видите, при соблюдении основ правильного питания и разумной физической активности никакая случайная шоколадка не отложится на вашей талии. Главное - во всем знать меру и относиться к организму с любовью и уважением. Тогда он непременно ответит взаимностью.