Углеводы являются одним из видов макроэлементов и обеспечивают организм энергией. Вопрос о том, необходимы ли они для диеты, остается предметом дискуссий. В этой статье мы даем определение термину «углеводы», обсуждаем, необходимы ли они в рационе, и объясняем, что происходит, когда люди ограничивают их употребление.
Чтобы решить, необходимы ли углеводы, важно изучить роль углеводов, особенно глюкозы, в организме и диете.
Углеводы являются одним из трех основных классов макроэлементов, наряду с белками и жирами. Они обеспечивают организм энергией, которая расщепляет их на глюкозу.
Существует три типа углеводов: крахмалы, простые сахара и пищевые волокна. Тем не менее, люди могут использовать термин углеводы неправильно, относя к ним только крахмалистые продукты.
Использование этого термина для обозначения исключительно крахмалистых продуктов, таких как хлеб, рис и картофель, может привести к неполному пониманию роли углеводов в питании и организме.
Кроме того, углеводы присутствуют в самых разных продуктах. Вот некоторые источники углеводов в пище:
| Группа продуктов | Углеводов на порцию, г | Примеры |
| зерновые | 15 | киноа, батат, рис |
| бобовые | 17 | бобы, фасоль белая |
| молочные | 11 | молоко коровье, йогурт, сыр |
| фрукты | 15 | ягоды, клубника, черника |
| овощи | 5 | капуста, кабачки |
Эти цифры показывают, что некрахмалистые овощи обеспечивают в три раза меньше углеводов по сравнению с зерновыми, бобовыми и фруктами. Однако они не полностью лишены углеводов.
Учитывая, что пищевые источники углеводов также содержат необходимые микроэлементы, такие как витамины группы В для производства энергии и фитохимические вещества для борьбы с болезнями, эти продукты остаются важными в рационе.
Однако разнообразие пищевых источников углеводов означает, что более высокое потребление крахмалистых продуктов может и не требоваться.
Углеводы в организме
Организм расщепляет углеводы на их основную форму производства энергии — глюкозу.
Затем глюкоза подвергается серии ферментативных реакций, в результате которых образуются производящие энергию субстраты пируват и лактат в процессе так называемого гликолиза.
При нормальных метаболических условиях и наличии кислорода пируват является основным предшественником производства энергии в митохондриях клетки, и организм постоянно вырабатывает небольшое количество лактата с помощью лактатного челнока.
Однако, когда возникает кислородный долг, например, во время интенсивной физической активности, лактат в форме молочной кислоты становится основным субстратом, который организм использует для обеспечения энергией мышечных клеток.
В митохондриях дальнейшая обработка пирувата приводит к образованию ацетил-кофермента А (ацетил-КоА), двухуглеродного соединения, которое соединяется с оксалоацетатом, полученным из углеводов, с образованием цитрата и запускает цикл трикарбоновых кислот.
Аминокислоты и жирные кислоты также производят некоторое количество ацетил-КоА.
Цикл трикарбоновых кислот, который также называют циклом Кребса, генерирует углекислый газ и аденозинтрифосфат (АТФ) — сигнальную молекулу и «энергию», которая позволяет мышцам сокращаться.
Каждая молекула глюкозы проходит два цикла цикла трикарбоновых кислот, образуя АТФ и углекислый газ. Этот газ поступает в кровь и покидает легкие при выдохе.
Что происходит, когда вы ограничиваете углеводы?
Стабильное снабжение глюкозой необходимо для поддержания уровня оксалоацетата и нормального функционирования цикла Кребса.
Когда углеводы из пищи ограничены, цикл Кребса уменьшается, и производство кетонов становится преобладающим для энергетических потребностей.
Затем организм использует кетогенные аминокислоты и жирные кислоты для производства ацетил-КоА. Однако вместо того, чтобы входить в цикл Кребса, субстраты ацетил-КоА метаболизируются с образованием кетоновых тел, ацетоацетата и бета-гидроксибутирата.
Производство кетоновых тел происходит в печени, но эти молекулы попадают в кровоток и перемещаются в мозг, сердце, почки и скелетные мышцы для снабжения энергией.
Этот альтернативный метаболический путь для производства энергии в организме послужил мотивом для появления многих низкоуглеводных диет в качестве подхода к снижению риска хронических заболеваний, связанного с избыточным потреблением пищевых углеводов, особенно рафинированных углеводов и добавленных сахаров.
Две группы людей, которые чаще всего ограничивают углеводы, — это спортсмены и те, кто пытается похудеть.
Спортсмены
Кето-адаптация, которая относится к метаболической адаптации к использованию жира в качестве основного источника энергии при ограничении углеводов, может занять всего 5–6 дней.
Исследование, проведенное в 2018 году с участием спортсменов-тяжелоатлетов, показало, что низкоуглеводная кетогенная диета снижает жировые отложения без ущерба для сухой мышечной массы и результатов в пауэрлифтинге.
Тем не менее, многие исследования спортсменов, посвященных выносливости, показали, что такой диетический подход снижает пиковую мощность и ухудшает физическую работоспособность.
Таким образом, для этой группы населения кето-адаптация может быть не оптимальным диетическим выбором. Однако для подтверждения этого необходимы более длительные исследования.
Несколько научных даже выступают за диеты с высоким содержанием углеводов для выносливых и элитных спортсменов.
Потеря веса
Как правило, потеря веса улучшает метаболическое здоровье и снижает сопутствующие заболевания, связанные с ожирением.
Потеря веса часто является основным мотиватором для тех, кто придерживается диеты с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров (кетогенной), и, основываясь на теории углеводов и инсулина, ограничение углеводов действительно дает метаболические преимущества.
Однако, хотя ограничение углеводов полезно для некоторых людей — кетогенная диета способствует снижению веса и снижению маркеров сахара в крови — оно может увеличить риск сердечных заболеваний и уровень ЛПНП, так называемого “плохого” холестерина.
Кроме того, многие исследователи отвергли теорию углевод-инсулин как слишком упрощенную, учитывая отсутствие доказательств того, что высокое потребление углеводов приводит к ожирению большинства людей.
Фактически, ограничение жиров в рационе приводит к более значительной потере жира в организме, чем ограничение углеводов у людей с ожирением.
Вместо этого общее потребление калорий — независимо от процентного содержания углеводов, белков и жиров — по-видимому, имеет большее значение для долгосрочного соблюдения диеты и снижения веса.
Толерантность к глюкозе и ограничение углеводов
Гликемический индекс и гликемическая нагрузка являются прогностическими показателями того, как углеводная пища или комбинация продуктов могут влиять на уровень инсулина и сахара в крови.
Например, продукты с низким гликемическим индексом, которые включают сложные углеводы, такие как киноа, должны оказывать меньшее влияние на уровень сахара в крови, чем продукты с высоким гликемическим индексом, такие как простые сахара.
Однако эта система непоследовательна и не учитывает индивидуальные различия в толерантности к углеводам и глюкозе. Эти различия помогают точно определить, насколько продукты повышают уровень сахара в крови у отдельных людей.
Люди могут по-разному реагировать на углеводы в рационе, в зависимости от их толерантности к глюкозе, которую врачи основывают на результатах определения уровня сахара в крови натощак, гликированного гемоглобина и пероральных тестов на толерантность к глюкозе.
Для людей с нарушенной толерантностью к глюкозе или резистентностью к инсулину, к которым относятся люди с преддиабетом и гормональными дисбалансами, такими как синдром поликистозных яичников (СПКЯ), ограничение углеводов полезно для улучшения метаболического здоровья.
Важно следить за тем, какие углеводные продукты повышают уровень сахара в крови у человека с таким состоянием, потому что толерантность к глюкозе также может меняться изо дня в день и в зависимости от времени суток.
Подведем итоги
Углеводы являются макроэлементом, обеспечивающим организм энергией. Они встречаются в природе в различных продуктах, включая зерновые, бобовые, фрукты, овощи и молочные продукты. Несмотря на это, многие люди используют термин углеводы для описания крахмалистых продуктов и простых сахаров.
В организме углеводы образуют пируват, ацетил-КоА и оксалоацетат в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса), играя ключевую роль в производстве энергии.
В отсутствие углеводов организм использует кетогенные аминокислоты и жирные кислоты для производства кетоновых тел для производства энергии. Этот процесс называется кето-адаптацией.
Углеводы являются не единственным источником выработки энергии в организме, но они обеспечивают вспомогательные необходимые питательные вещества для выработки энергии, такие как витамины группы В.
Низкоуглеводная диета может улучшить метаболические маркеры у людей с непереносимостью глюкозы и резистентностью к инсулину, но может не подходить для других групп людей, таких как спортсмены, тренирующие выносливость.
