Углеводы

Очерки нормальной диетологии

Углеводы

Сообщение Меркатор » 17 апр 2018, 14:22

Сколько углеводов должно быть в рационе питания

Ранее мы определились с количеством потребных белков; оставшаяся за вычетом калорийности белков калорийность рациона определена как энергетический пул, разделяемый между жирами и углеводами в процентном отношении 36:64, или жиров 0,04 г на каждую 1 ккал энергетического пула.

Аналогично определяются углеводы – 0,64 ккал соответствуют 0,64/4 = 0,16 (г), т.е. на 1 ккал энергетического пула должно приходиться 0,16 г углеводов.

Если вновь обратиться к рекомендациям Роспотребнадзора и представить их графически, как на рисунке ниже, то никаких неожиданностей здесь не возникает. Для женщин возраста 18-29 лет IV группы ошибочное значение 462 г (опечатка) заменено на правильное 446 г. Данная опечатка присутствует во всех копиях Рекомендаций во всех изданиях, очевидно, была в первоначальном варианте и вовремя не замечена и не устранена.

Изображение

Углеводы определены по остаточному принципу, зависимость для мужчин и женщин I-IV групп физактивности , а также лиц престарелого и старческого возраста описывается зависимостью
Количество углеводов = 0,15 х Калорийность – 11.

0,15 г углеводов соответствуют 4 х 0,15 = 0,60 ккал, или 60%, т.е. доля углеводов в рационе равна 60% минус 11 г. Все сходится – Роспотребнадзор рекомендует белков 10%, жиров 30%, углеводов 60%, дополнительно белков добавляется 11 г, которые затем отнимаются от углеводов.

Поскольку количество жиров для мужчин V группы увеличено до 33% вместо обычных 30%, для этой группы работников соответственно уменьшено количество углеводов – с 60% до 57% (черный отрезок в правом верхнем углу рисунка).

Отдельно идут нормы для лиц престарелого и старческого возраста, а также дополнительно к соответствующей возрасту и физактивности норме для беременных и кормящих женщин. Беременным женщинам дополнительно полагается 30 г углеводов, а кормящим 40 г в течение 1-6 месяца лактации, и 30 г в течение 7-12 месяца.

Вот, собственно, и все по углеводам. Как и по прочим макронутриентам, для обеспечения этого количества необходимо питаться смешанно, употребляя достаточное количество овощей и фруктов. Остальное количество углеводов будет обеспечено крупами и хлебом, с небольшим количеством (не более 10% калорийности рациона) быстрых углеводов.

Поясним примером: Женщина с избыточным весом подсчитала (или определила на стадии разгона метаболизма, либо по данным пищевого дневника при стабильности веса) равновесную калорийность в 2400 ккал. Белков решено принимать 80 г, это 4 х 80 = 320 ккал, режим похудения -400, что означает дисбаланс 400 ккал. Энергетический пул = 2400 – 320 – 400 = 1680 (ккал). Рекомендация по углеводам = 0,16 х 1680 = 269 (г).

Разумеется, поддерживать это значение с высокой точностью нет необходимости, жиры и углеводы в высокой степени взаимозаменяемы, но порядка величины необходимо придерживаться; во всяком случае, речь даже не идет о следовании малоуглеводным диетам, и тем более кетогенным с ограничением углеводов на уровне 20-60 г.
Меркатор
 
Сообщения: 64
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58

Сахарные кривые углеводов

Сообщение Меркатор » 10 июн 2018, 17:04

Сахарная кривая – зависимость уровня глюкозы в крови во времени после приема определенного количества глюкозы (50-75 г). Такая кривая снимается при подозрении на сахарный диабет. Здесь мы приведем результаты 4-часового наблюдения за уровнем глюкозы при приеме различных чистых углеводов, при калорийности порции 200 ккал, что соответствует 50 г глюкозы. Но сначала об углеводах вообще.

Вокруг углеводов создано и поддерживается немало мифов, давайте рассмотррим несколько сахарных кривых по наиболее распространенным углеводам, и обсудим их. Прежде о классификации углеводов. Что углеводы бывают простые и сложные, знают все. Простые считаются вредными, и их употребление нежелательно, сложные признаются полезными (что-то ведь надо есть, нельзя же все исключать).

Вред углеводов якобы заключается в том, что они поднимают уровень глюкозы в крови, это заставляет работать поджелудочную железу, которая вырабатывает гормон инсулин, инсулин поступает в кровь, и глюкоза утилизируется по назначению – идет на питание мозга, а если ее много – сохраняется про запас, предварительно превратившись в гликоген (хранится в печени для питания мозга в перерывах между едой и в мышцах для возможности их работы) или жир (где хранится, знают все).

Переходим к более подробной классификации углеводов. Простые углеводы – это моносахариды и дисахариды. Сложные углеводы - это полисахариды, которые делятся на перевариваемые (крахмал и гликоген) и нереревариваемые (пищевые волокна). Иногда встречается и странный вариант классификации углеводов, когда к полисахаридам причисляются и дисахариды.

Теперь о смысле приставок моно-, ди- и поли-, но сначала о том, что такое гидролиз. Моносахариды не гидролизуются, т.е. не могут быть разложены водой. Моно- означает 1, моносахариды – наиболее простые углеводы, у них обычно по 3-6 атомов углерода, ровно столько же атомов кислорода, и вдвое больше атомов водорода (бывают отклонения от этого правила, но они редки) . Поскольку вдвое больше атомов водорода, чем кислорода, в воде (химическая формула H2O), углеводы оттого и называются углеводами, что их условно можно представить состоящими из углерода и воды.

Нас интересуют 3 наиболее распространенных моносахарида – глюкоза, фруктоза и галактоза. У них у всех одна химическая формула – C6H12O6, но разное пространственное расположение атомов, что и определяет различие в свойствах. У них даже разная сладость – если сладость сахарозы (это не моносахарид, это дисахарид) принять за 100 условных единиц, то глюкоза менее сладкая – всего 74, а фруктозе приписывается сладость 173. Наименее сладкая из 3 моносахаридов галактоза – всего 32 единицы.

Переходим к дисахаридам. Ди- означает 2. Иногда пишут, что дисахариды состоят из 2 моносахаридов, одинаковых или различных. Это не совсем верно, в составе дисахарида не 2 моносахарида, а 2 остатка моносахаридов – при соединении 2 моносахаридов образуется молекула воды, а 2 атомам водорода и 1 атому кислорода взяться неоткуда, кроме как из исходных моносахаридов. Тогда легко понять, что при обратном процессе, расщеплении дисахарида на 2 моносахарида, необходима 1 молекула воды. Этот процесс (расщепления) и называется гидролизом (гидро- означает вода).

Нас интересуют 3 дисахарида – мальтоза, сахароза и лактоза. Во всех этих 3 дисахаридах один из остатков – глюкоза, а второй – соответственно глюкоза, фруктоза или галактоза. При гидролизе из мальтозы, сахарозы и лактозы (при непременном участии 1 молекулы воды) получается соответственно 2 молекулы глюкозы, по 1 молекуле глюкозы и фруктозы, или глюкозы и галактозы.

Сладость сахарозы, принятой за стандарт шкалы, как уже упоминалось выше, принята равной 100 единицам, сладость мальтозы 32, а лактозы 16.

Расщепить дисахариды до моносахаридов можно вне организма, нагрев их водный раствор в присутствии кислоты. Некогда этот процесс освоили спортсмены (в эпоху отсутствия спортивного питания, и, в частности, гейнеров), готовя «спортивный напиток» путем кипячения раствора сахара с добавлением лимонной кислоты. Считалось, что образовавшийся раствор «инвертного сахара» (а по сути, смеси глюкозы с фруктозой) быстрее усваивается и лучше поддержит силы. Так ли это, разберем позднее на основе графиков сахарных кривых. Сладость инвертного сахара средняя между сладостью фруктозы и глюкозы, и составляет 130. Из инвертного сахара состоит в основном пчелиный мед.

В настоящее время процесс гидролиза сахара освоили самогонщики – винные дрожжи охотнее перерабатывают в спирт отдельно глюкозу и фруктозу, чем исходное сырье – сахар (который им прежде необходимо разложить на глюкозу и фруктозу), и в итоге процесс становится короче на 2 суток.
В организме человека воды для гидролиза дисахаридов предостаточно, но вот с температурой проблема – человек не может существовать при температуре, необходимой для проведения вышеописанного процесса.

Взамен повышения температуры природа изобрела ферменты, расщепляющие углеводы при температуре человеческого тела. Работают ферменты строго избирательно – мальтаза расщепляет только мальтозу, сахараза только сахарозу, а лактаза только лактозу. Недостаток какого-либо фермента может вызывать проблемы, отсутствие лактазы приводит к невозможности употреблять молоко, в котором и содержится лактоза (до 4,8% в коровьем молоке, и до 7,7% в женском; в сухом молоке лактозы содержится порядка 40%).

С моно- и дисахаридами разобрались, переходим к полисахаридам (поли – означает «много»). Полисахариды тоже гидролизуются, с образованием в конечном счете моносахаридов, в основном глюкозы. Нас сегодня интересует крахмал. Крахмал образуется в клетках растений в результате фотосинтеза, и попадает на наш стол в виде съедобных растений. В зависимости от вида растений, в которых он содержится, или из которых получен, крахмал называется кукурузным, картофельным, пшеничным, рисовым и т.п.

Крахмал – смесь двух полимеров глюкозы – амилозы и амилопектина. Амилоза – это остатки глюкозы, соединенные в линейную цепь, а затем свернутые в спираль, у амилопектина структура более сложная – разветвленная (к основной цепи из 20-30 глюкозных остатков присоединяются боковые цепи длиной 15-18 остатков). Всего в молекуле крахмала глюкозных остатков сотни и тысячи.

Изображение

Для нас (в плане усвоения крахмалистой пищи) важно то, что в линейной молекуле амилозы связи между остатками глюкозы одни, а в разветвленной молекуле амилопектина в точке разветвления иные. Поскольку крахмал усваивается только в «разобранном» до молекул глюкозы состоянии, на скорости усвоения будут сказываться энергия и время, необходимые для разрыва связей. Амилоза расщепляется медленнее, чем амилопектин, и, соответственно, скорость усвоения крахмала определенного вида зависит от его процентного состава – чем больше амилозы, тем медленнее усвоение.

Другие полисахариды упоминаем вскользь – это гликоген (называемый еще животным крахмалом), источник энергии для мышц и мозга (после гидролиза до глюкозы) и клетчатка, организмом не усваиваемая, но являющаяся обязательным компонентом здорового питания (в количестве до 25-30 г), поскольку клетчатка необходима для питания микрофлоры толстой кишки, взамен поставляющей нам ряд витаминов.

Ниже графики динамики уровня глюкозы в крови на протяжении 4 часов после приема 50 г углевода (глюкозы, фруктозы, сахарозы, кукурузного или картофельного крахмала). Также принималась смесь 25 г глюкозы и 25 г фруктозы (для сравнения с приемом 50 г сахарозы). Для отмеривания дозы учитывалось количество влаги в продукте – так, картофельного крахмала при содержании углеводов 80% принималось 62,5 г. Уровень глюкозы отсчитывался от базового уровня (измеренного до приема углевода, и составлявшего 4,7-5,0 ммоль/л в капиллярной крови).

Изображение

При сравнении 6 графиков видно, что наибольший уровень дает прием глюкозы. Глюкоза применяется при снятии сахарной кривой при подозрении на диабет. Усвоение глюкозы требует затрат энергии (хотя затем сама глюкоза начинает поставлять энергию) и участия инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой. Именно работа инсулина и приводит к ограничению пика сахарной кривой и дальнейшему спаду уровня с возвратом к базовому уровню и зачастую уходом ниже базового уровня (на графике отрицательные значения). Это понижение уровня до состояния легкой, т.н. «реактивной» гипогликемии, приводит к появлению чувства голода после приема сладостей .

Наименьший всплеск уровня дает фруктоза. Фруктоза усваивается совершенно иначе, чем глюкоза, она самостоятельно проникает путем диффузии в клетки кишечного эпителия, а затем и в кровь, инсулин для этого совершенно не нужен. В глюкозу фруктоза (как и галактоза) превращается только в печени, да и то не вся – в зависимости от пищевого статуса человека она может превратиться также в гликоген или жир. Иногда на основе этого фруктозу рекомендуют в качестве подсластителя для блюд меню диабетиков.

В то же время доказано, что употребление больными сахарным диабетом фруктозы в количестве более 30 г/сутки может привести к нежелательным последствиям (катаракте, нейропатии, ангиопатии и ускоренному развитию атеросклероза). Полноценным сахарозаменителем фруктоза служить не может.

Далее рассмотрим 2 схожие кривые – прием сахара (сахарозы) и смеси глюкозы с фруктозой. Сахар в кишечнике гидролизуется до своих составных частей – глюкозы и фруктозы, и поскольку этот процесс довольно-таки быстрый (оттого мы и любим сладости, что они быстро насыщают), существенного отличия между кривыми нет. Но пик кривой не достигает пика глюкозы – равное количество глюкозы и сахара (по весу) обладает одинаковой калорийностью, но молекул сахара при этом примерно в 2 раза меньше, чем молекул порции глюкозы равного веса (молярная масса глюкозы 180, сахарозы 342), и после гидролиза количество молекул глюкозы окажется тоже вдвое меньше.

Казалось бы, максимальный уровень при этом должен быть тоже вдвое меньше, но подобное «правило» не работает – прямой пропорциональности между уровнем глюкозы в крови и количеством принятого углевода нет, подобного не позволяет система регулирования уровня глюкозы – действует стабилизирующая отрицательная обратная связь через выброс инсулина. Если бы такая система регулирования отсутствовала, нас бы убивал (или вводил в состояние гипергликемической комы) любой более-менее приличный кутеж с конфетной вазой на столе.

И, наконец, графики последствий приема крахмала 2 разных видов. Если глюкоза, фруктоза и сахар принимались растворенными в 250 г воды, из взвеси крахмала с водой на водяной бане готовилось желе, съедаемое ложкой. Вспоминается фраза телеведущего Владимира Соловьева о том, что он не может пить кисель, оттого как по сути это клейстер. Крахмальное желе – тот-же клейстер, только настолько густой, что режется ножом.

Кстати, на Руси кисель (овсяный, ржаной, пшеничный, гороховый, картофельного киселя не существовало, поскольку вплоть до 19 века среди крестьянства употребление в пищу «чертова яблока» считалось грехом) тоже был не жидким, а студенистым, это было блюдо, а не напиток. Реалия до сих пор сохранилось в непонятном нашим современникам и требующем толкования выражении «молочные реки, кисельные берега».

Крахмал сам по себе переварен быть не может, он находится внутри растительных клеток с прочными стенками. При приготовлении пищи с нагревом, крахмал набухает и разрывает клеточные стенки, после чего способен перевариваться ферментами.

Графики по крахмалам отличаются разительно – если скорость роста уровня глюкозы после приема кукурузного крахмала меньшая, чем в случае приема моно- и дисахаридов, то график картофельного крахмала следует общей тенденции. Поскольку мы знаем, что молекула крахмала состоит из остатков молекул глюкозы, мы вправе ожидать и схожего с глюкозой пика, но пик ниже (достаточно случайно схож с пиком от сахара и смеси глюкозы с фруктозой), что объясняется временем, необходимым для разрыва всех связей между остатками глюкозы в молекуле крахмала под действием ферментов.

При этом связи рвутся не одновременно, а достаточно случайно во времени с образованием сначала более крупных образований – декстринов, затем мальтозы, и, наконец, глюкозы, которые только и усваивается после поступления в кровь. Более крупные блоки из остатков глюкозы (декстрины и мальтоза), через барьер кишечного эпителия проникнуть не могут.

Собственно, благодаря наличию подобного «сита», отсеивающего крупные частицы, мы и живы – если бы через барьер проникали крупные молекулы белков, а не более мелкие аминокислоты), нам бы тоже не поздоровилось. Хотя отдельные молекулы низкомолекулярных белков и проникают – тогда человек обречен на проявления аллергии, с задействованием всей иммунной системы для спасения. Чужеродный белок в крови – это враг, даже если это белок съедобного куриного яйца или вкусной клубники.

Общеизвестно, что после хорошей нагрузки на выносливость необходимо принять углеводы для восстановления запасов гликогена в печени и мышцах (50 г через 20 минут после тренировки, затем по 50 г каждые 2 часа, всего до 600 г углеводов для полного восстановления), и наиболее оптимален прием смеси декстринов, мальтозы и глюкозы. Считается, что это обеспечит более равномерную поступление глюкозы в кровь по мере расщепления во времени мальтозы и декстринов. Но готовятся такие смеси не путем смешивания названных компонентов, а путем неполного гидролиза крахмала.

Качество получаемого спортивного питания зависит от технологии его производства (которая обычно производителями скрывается), но добросовестные производители производят ферментное расщепление (с более стабильными результатами), недобросовестные расщепляют путем нагрева водных растворов крахмала с кислотой (с менее предсказуемыми результатами).

Но самое замечательное в поведении кривой картофельного крахмала – это длительный спад после достижения максимума. Поскольку образующаяся в результате гидролиза крахмала глюкоза поступает в кровь медленно, поджелудочная не реагирует на эту пищу резким выбросом инсулина, и, после прохождения пика уровня глюкозы, инсулина в крови недостаточное количество для быстрой утилизации глюкозы.

Уровень даже не возвращается к базовому, оставаясь на протяжении 4 часов выше базового. Это одна из причин невероятно высокой степени насыщаемости при употреблении картофельных блюд (из которых самое здоровое – картошка в мундире, приготовленная на пару). По данным проведенного в Австралии исследования

https://www.researchgate.net/publication/15701207_A_Satiety_Index_of_common_foods

из ряда продуктов (к сожалению, взятых из очень ограниченного списка, вдобавок отвечающего местным пищевым традициям и реалиям) наиболее высоким индексом сытости порции продукта калорийностью в 240 ккал (калорийность навески углеводов по нашим графикам схожая, в 200 ккал) отличается вареный картофель, следом идет овсяная молочная каша. При этом индекс сытости картофеля значительно превышает индекс, прогнозируемый по составу продукта, и одним из компонентов формулы индекса сытости является содержание крахмала (для других крахмалосодержащих продуктов совпадение лучше).

http://www.minusfunt.ru/BB/viewtopic.php?f=24&t=140

Тут и зарыта собака – крахмал учитывался как таковой вообще, а по факту он в разных продуктах разный (в частности, в разных видах крахмала разное содержание амилозы и амилопектина), разная молярная масса (что определяет длину цепочек глюкозных остатков).

Кукурузный крахмал ведет себя иначе. Расщепляется он медленнее (уровень глюкозы нарастает медленно) пик по высоте соответствует пику картофельного крахмала, но наблюдается позже, спадает уровень также очень медленно (через час и через два после приема крахмал еще полностью не расщеплен и не всосался), и лишь через время порядка 2,5 часов уровень достигает базового, уходя затем на совсем короткое время в область отрицательных значений, т.е. блюда из кукурузы также насыщают достаточно удовлетворительно.

Румынская мамалыга, кстати, близкий родственник русского киселя, оба блюда готовятся из муки, соответственно кукурузной и овсяной. И у румын тоже есть сказка о молочных реках – с берегами из мамалыги.

Высокая сытность крахмалистых продуктов и блюд отражается в совете есть на завтрак кашу. А также не всем известный способ поднять сытность супа без особого повышения его калорийности (на низкокалорийной диете) путем загущения картофельным крахмалом. Или, как вариант, тертым сырым картофелем.

Ранжируем углеводы по высоте пика сахарной кривой, приведем время спадания уровня до базового и гликемический индекс продукта (по сторонним источникам).

Изображение

Как и следовало ожидать, гликемический индекс чистых углеводов (фруктозы, сахарозы и глюкозы) соответствует измеренному индивидуально высоте пика сахарной кривой, и более-менее соответствие соблюдается для крахмалистых продуктов (где ГИ еще зависит от вида кулинарной обработки).

Из графиков следует, что «пищевая сахароза увеличивает гликемию не больше, чем изокалорическое количество крахмала» (Диетология. Руководство. П/р А.Ю. Барановского, 2012, с. 702). В Руководстве подчеркивается, что ранее поддерживаемое убеждение, что при диабете сахара следует избегать, не отвечает последним клиническим исследованиям, и введение сахара и сахаросодержащих продуктов в меню больных сахарным диабетом ограничивать не следует, к гипергликемии это не ведет, необходимо лишь заменить другие источники углеводов (рекомендации ADA - Американская диабетическая ассоциация).

Взаимозаменяемость же продуктов по углеводам определяется содержанием в продукте хлебных единиц (ХЕ). В России принято, что 1 ХЕ = 12 г углеводов.

Вот такой обширный вышел пост на основе всего 6 графиков сахарных кривых.
Меркатор
 
Сообщения: 64
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58


Вернуться в Блог Виктора Меркатора

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

cron