Обмен углеводов

Биологическая роль углеводов для человека определяется прежде всего их энергетической ценностью: процессы превращения углеводов обеспечивают до 60% суммарного энергообмена. При окислении 1 г углеводов выделяется 16, 7 кДж энергии. Углеводы используются либо как прямой источник химической энергии, либо как энергетический резерв. Основные углеводы – сахара, крахмал, клетчатка – содержатся в растительной пище, суточная потребность в которой взрослого человека составляет около 500 г в сутки (минимальная потребность –100 – 150 г/сут).

Функции углеводов

1. Структурная или пластическая - они входят в состав сложных клеточных структур (глюкопептиды, гликолипиды, липополисахариды и др).

2. Энергетическая.

3.Функция запаса питательных веществ.

4.Защитная функция. Углеводы предохраняют стенки полых органов (пищевод, кишечник, желудок, бронхи) от механических повреждений и проникновения вредных бактерий и вирусов.

Углеводы поступают в пищеварительный тракт в виде поли- и дисахаридов, а всасываются в кровь в форме простых сахаров. Содержание глюкозы в крови колеблется от 3,30 до 5,55 ммоль/л.

В организме углеводы депонируются главным образом в виде гликогена – в печени и частично в мышцах (1-2%).

Мозг не имеет депо гликогена, вследствие чего он нуждается в постоянном поступлении глюкозы. Углеводы – единственный источник, за счет которого в норме покрываются энергетические расходы мозга. Ткань мозга поглощает около 70% глюкозы, выделяемой печенью.

Гипогликемия

Уменьшение сахара в крови называется гипогликемия. Резкая гипогликемия может привести к смерти. Углеводы имеют значение в обмене веществ в ЦНС. В случае длительного снижения сахара в крови ниже 3,3 ммоль/л отмечаются резкие расстройства ЦНС. При такой гипогликемии наблюдаются судороги, бред, потеря сознания, изменение состояния органов, изменение деятельности сердца, падение температуры.

Гипогликемия исчезает если ввести в кровь раствор глюкозы или съесть кусочек сахара.

Гипергликемия

Если наблюдается избыток глюкозы в крови, при большом введении углеводов с пищей, то развивается гипергликемия ее называют алиментарной или пищевой. Ее результатом является гликозурия, т.е. выделение сахара с мочой, если уровень сахара в крови увеличивается до 8,9 ммоль/л.

Задержка глюкозы из протекающей крови различными органами неодинакова: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник – 9%, мышцы – 7%, почки 5%.

Регуляция обмена углеродов

Мобилизация гликогена в печени и увеличение сахара в крови происходит при раздражении продолговатого мозга в области дна IV желудочка – сахарный укол. При раздражении гипоталамуса наблюдается аналогичные явления. В гипоталамусе имеются рецепторы к уровню глюкозы в крови их раздражение ведет к изменению эндокринного баланса и баланса между симпатической и парасимпатической нервными системами.

Если уровень глюкозы в крови высокий, то происходит уменьшение уровня катаболических гормонов, через парасимпатическую систему, блокируется выделение глюкагона и активируется секреция инсулина в крови. Если уровень глюкозы в крови низкий, то нарастает состояние тревожности, стресса, что увеличивает активность нервной симпатической системы, а следовательно увеличивается выработка адреналина, глюкагона, АКТГ, СТГ, т.е увеличивается уровень катаболических гормонов и в эндогенный механизм включается внешний контур регуляции – возникает чувство голода, которое сопровождается поиском пищи.

Участие коры головного мозга в регуляции углеводного обмена доказывают развития гипергликемии у студентов во время экзаменов, у спортсменов перед соревнованиями, а так же при гипнотическом внушении.

Гормональная регуляция

Инсулин – гормон вырабатывается В-клетками островковой ткани поджелудочной железы, уменьшает уровень сахара в крови, т.к. усиливает синтез гликогена в печени и мышцах и повышает потребление глюкозы тканями организма. Инсулин – единственный гормон понижающий уровень глюкозы в крови. При уменьшении инсулина развивается стойкая гипергликемия с последующей гликозурией (сахарный диабет или сахарное мочеиспускания).