Metabolizam ugljenih hidrata

Kao i s mnogim stvarima, još uvek je vrlo diskutabilno koliko ugljenih hidrata nekome stvarno treba. Rasprave traju u nedogled. Međutim, unos ugljenih hidrata treba odrediti nakon temeljne analize mnogih faktora...

Ugljeni hidrati su organske materije topive u vodi. Sastavljeni su od elemenata ugljenika, vodonika i kiseonika te se mogu prikazati zajedničkom formulom (CH2O)n gdje je „n“ prirodni broj od 3 do 7. Prehrambeni ugljeni hidrati se isključivo dobijaju iz biljnih izvora, dok je laktoza, kao ugljeni hidrat, jedini izuzetak.

Ugljeni hidrati se zavisno o svojoj hemijskoj strukturi klasifikuju u jednu od tri grupe:

• Monosaharidi
• Oligosaharidi
• Polisaharidi

Vrste ugljenih hidrata

Monosaharidi

Monosaharidi su „temeljne jedinice“ ugljenih hidrata. Ove se temeljne jedinice razlikuju jedna od druge samo po broju atoma koji grade ugljeni hidratni prsten. Sufiks „oza“ koristimo za njihovo lakše raspoznavanje:

• Trioza – monosaharid s 3 atoma ugljenika
• Tetroza - monosaharid s 4 atoma ugljenika
• Pentoza- monosaharid s 5 atoma ugljenika
• Heksoza - monosaharid sa 6 atoma ugljenika
• Heptoza - monosaharid sa 7 atoma ugljenika

U grupu heksoze svrstavamo glukozu, galaktozu i fruktozu.

Glukoza poznata kao krvni šećer, je šećer u kojeg se pretvaraju svi ostali ugljeni hidrati u telu. Glukozu možemo dobiti varenjem ili prirodnim procesom u telu, glukoneogenezom.

Galaktoza ne postoji u slobodnom obliku u prirodi, ali se zato vrlo često meša s glukozom u mlečnom šećeru (laktoza).

Fruktoza poznata i kao voćni šećer, je najslađi jednostavni šećer. Kao što i samo ime implicira, velike količine fruktoze se nalaze u voću. I dok neki oblici fruktoze ulaze u krvotok direktno iz probavnog trakta, naposletku se u jetri metabolizuju kao glukoza.

Oligosaharidi

Oligosaharidi nastaju kada se 2 do 10 monosaharida vežu zajedno. Disaharidi, ili dvostruki šećer, nastaje kada se 2 monosaharida povežu zajedno.

Laktoza (Glukoza + Galaktoza) – Jedini šećer koji nije biljnog porekla. Nalazimo ga u mleku.

Maltoza (Glukoza + Glukoza) – Nalazimo ga u pivu, žitaricama i klicama.

Sukroza (Glukoza + Fruktoza) – Poznat i kao stoni šećer. Najupotrebljivaniji disahard u ljudskoj ishrani. Prirodno se proizvodi iz šećerne repe, šećerne trske, meda i javorove melase.

Monosaharidi i disaharidi grade grupu poznatu kao jednostavni šećeri.
Polisaharidi

Polisaharidi nastaju kada se 3 do 1000 monosaharida veže zajedno.

Vrste polisaharida:

• Skrob – Biljna zaliha ugljenih hidrata. Skrob se nalazi u dva oblika: amiloza i amilopektin. Amiloza je dugački ravni lanac molekula glukoze dok je amilopektin vrlo ulančana grupa vezanih monosaharida.
• Vlakna – Za razliku od skroba, vlakna su strukturalni polisaharidi u biljkama koji su daleko otporniji na probavu. Primeri vlakana uključuju celulozu i pektin.
• Glikogen – 100 – 30,000 molekula glukoza povezanih zajedno. Skladišni oblik glukoze.

Unos i varenje

Većina ugljenih hidrata koju konzumiramo ishranom, dolazi u obliku skroba. Probava skroba započinje već u ustima gde usne žlezde luče amilazu. Probava amilazom se nastavlja u gornjem delu trbuha, ali prestaje ulaskom u želudac gde je uništava želudačana kiselina.

Varenje se završava u tankom crevu pankreatskom amilazom. Razlaganjem skroba pod uticajem amilaze nastaje disaharid maltoza i kratko ulančani lanci glukoze.
Sada se u obliku maltoze i kratko ulančanih lanaca glukoze, ove molekule dalje rastavljaju na zasebne molekule glukoze pod uticajem enzima epitelnih ćelija tankog creva. Ista se stvar događa i sa laktozom i sukrozom. Kod laktoze, veza između glukoze i galaktoze postepeno nestaje tako da nastaju dva pojedinačna monosaharida.

Kod sukroze, veza se između glukoze i fruktoze takođe raspada, tako da i ovde nastaju dva zasebna monosaharida. Ti se monosaharidi tada transportiraju u krvotok preko crevnog epitela. Međutim, kada unesemo monosaharide direktno iz ishrane (dekstrozu odnosno glukozu), nije potrebno varenje tako da vrlo brzo ulaze u krvotok.

Skrob ? Maltoza + Kratko razgranati lanci glukoze ?Glukoza

Jednom kada su ovi ugljeni hidrati u krvi, tačnije u obliku monosaharida, igra može početi. Budući da se fruktoza i galaktoza naposletku pretvaraju u glukozu, odavde ću reći jedino to da se svi svareni ugljeni hidrati  sada ponašaju kao glukoza.

Apsorbovana glukoza

Glukoza je primarni izvor energije tela u apsorptivnom stanju (za vreme ili odmah posle jela). Glukoza se katabolizuje ćelijama kako bi osmotrela energiju za formiranje ATP-a.

Glukoza se takođe može skladištiti kao glikogen u mišićima i ćelijama jetre. Ali pre nego se ovo dogodi, glukoza mora najpre ući u te ćelije. Zavisno o tipu ćelije, glukoza će i ulaziti na drugačiji način.

Pre nego se glukoza može metabolizovati, mora se transportirati u ćeliju. To je moguće upotrebom transportera glukoze (Glut – 1, 2, 3, 4 i 5). U stanicama gdje je glukoza primarni izvor energije, poput mozga, bubrega, jetre i crvenih krvnih ćelija, unos glukoze je neregulisan. To znači da glukoza u ove ćelije može ući u bilo koje vreme. Adipozne ćelije (mast), srce i skeletni mišići s druge strane imaju regulisan unos glukoze od strane Glut-4 transportera.

Glut-4 transportere reguliše hormon insulin. Insulin luče gušteračine beta ćelije zavisno o povišenoj količini krvnog šećera.

Insulin se veže na Insulinske receptore stanične membrane, koja preko pojedinih mehanizama tera Glut-4 receptore na translokaciju kako bi mogli prihvatiti glukozu i uneti je u stanicu. Kontrakcija skeletnih mišića takođe povećava translokaciju transportera Glut-4.

Kada se mišić kontrahuje, otpušta se kalcijum. To povećava koncentracije kalcijuma čime se stimuliše translokacija Glut-4 receptora, omogućavajući na taj način unos glukoze i odsustvu insulina.

I dok su učinci insulina i vežbanja na translokaciju Glut-4 transportera zbirni, u isto su vreme i nezavisni. Jednom kada je u ćeliji, glukoza može poslužiti kao energija ili biti sintetizovana kao glikogen i uskladišten za kasniju upotrebu. Glukoza se takođe može transformisati kao mast i biti uskladištena u adipozne ćelije.

Kada je u jetri, glukoza može poslužiti za energetske potrebe jetre, može biti snabdevena kao glikogen ili biti pretvorena u trigliceride za snabdevanje u masne ćelije. Glukoza je prekursor glicerol fosfatu i masnim kiselinama. Jetra transformiše višak glukoze umesto glicerol fosfata i masnih kiselina, koji se onda kombinuju za sintezu triglicerida.

Neki od ovih novo oformljenih triglicerida se deponuju u jetru, ali se većina pakuje s proteinima u lipoproteine i luči u krv.

Lipoproteini koji sadrže daleko više masti od proteina se zovu retki proteini. Ovi se retki proteini tada transportuju putem krvi kako bi mogli biti deponovani u adipozno tkivo kao trigliceridi (mast).

Uskladištena glukoza

Glukoza se u telu skladišti kao polisahardi glikogen. Glikogen je tvorevina stotina molekula glukoze uskladištenih u mišićne ćelije (oko 300 grama) i jetru (oko 100 grama).

Skladištenje glukoze u glikogen je proces zvan glikogeneza. Za vreme glikoneogeneze, jedan molekul glukoze u određeno vreme se pridodaje postojećem molekulu glikogena.

Količina uskladištenog glikogena u telu je određena prehrambenim unosom ugljenih hidrata; osoba sa slabo ugljeno hidratnom ishranom će imati manje glikogena od osobe koja je na ishrani s visokim udelom ugljenih hidrata.

Kako bi telo iskoristilo glikogen, najpre ga mora razdvojiti na pojedinačne molekule glukoze procesom glikogenolize.

Važnost glukoze

Živčani sistem i mozak trebaju glukozu za pravilno odvijanje funkcija zato što je mozak koristi kao ekskluzivan izvor goriva. Mozak takođe može koristiti i ketone (nusprodukte nepotpunog raspada masti) kao izvor energijom, međutim to nije poželjno.

Skeletni mišići i ostale stanice takođe trebaju glukozu za svoje energetske potrebe. Kada se potrebe za glukozom ne mogu dobiti iz prehrane, telo počinje koristiti glikogen. Jednom kada se zalihe glikogena potroše, telo mora pronaći način za još glukoze što čini glukoneogenezom.

Glukoneogeneza je tvorevina nove glukoze iz aminokiselina, glicerola, laktata ili piruvata (sve su to neglukozni izvori). Mišićni proteina može biti katabolizovan zbog glukoneogeneze u svrhu snabdevanja aminokiselinama. Osiguranjem adekvatnih ugljenih hidrata iz ishrane, prehrambena glukoza služi kao „zaštitnik proteina“, čime čuva mišićne proteine od njihovog razlaganja. Zato je svim sportistima neopisivo važno uneti adekvatne količine ugljenih hidrata da bi sprečili ovaj scenario.

Još uvek ne postoji tačno određeni preporučeni dnevni unos (RDA) ugljenih hidrata, poželjno je da 40-50% kalorija bude upravo iz ugljenih hidrata. Preporučeni unos ugljenih hidrata za sportiste se kreće oko 60% ukupnog broja kalorija.

Poput svih stvari, nema mnogo rasprave oko toga koliko bi ko trebao uneti ugljenih hidrata. To zavisi o jako puno faktora, a neki od njih su:

Način treninga uključujući intenzitet, trajanje i učestalost, ukupni kalorijski unos, ciljevi i telesna kompozicija.

Kratak pregled i zaključak

ugljeni hidrati = (CH2O)n gdje je „n“ broj od 3 do 7
Monosaharidi su „temeljne jedinice“ ugljenih hidrata
Oligosaharidi nastaju kada se 2 do 10 monosaharida veže zajedno
Disaharidi, ili dvostruki šećeri, nastaju kada se 2 monosaharida vežu zajedno i uključuju sukrozu, laktozu i galaktozu
Polisaharidi nastaju kada se 3 do 1000 monosaharida vežu zajedno i uključuju skrob, vlakna i glikogen
Skrob? Maltoza + kratko ulančani lanci glukoze? Glukoza
Pre nego se glukoza metabolizuje, mora se transportovati u ćeliju. To se omogućuje transporterima glukoze.
Insulin reguliše Glut-4 transportere.
Glukoza se koristi za stvaranja ATP-a, može biti uskladištena kao glikogen i kao mast.
RDA za ugljene hidrate je 40-60% nečijeg ukupnog broja kalorija.

Izvor: building-body.com