Uhľohydráty ( I.)

 

Zdroj: Paul a Shou-Ching Jaminet
Spracoval a preložil: Ing. Imrich Galgóczi

Ne svete je málo takých živín, ktoré priniesli toľko výkladov, debát a polemík, ako sú uhľohydráty. Najrozšírenejšie návody sa zakladajú na všeobecných skúsenostiach. Rôzne kultúry po celom svete, svoju energiu zabezpečujú cca v 50%-tách z uhľohydrátov.

Príjem uhľohydrátov lovcov-zberačov je veľmi rozmanitý. Kmene na ostrove Kitava, vedia zachovať svoje zdravie aj pri 69%-nom príjme uhľohydrátov, oproti tomu medzi Inuitmi bol nízky pomer srdcovo-cievnych ochorení pri nie viac ako 5%-nom príjme uhľohydrátov.

Dr. Robert Atkins bol objaviteľom toho, že nízky príjem uhľohydrátov je účinný pri chudnutí, a Dr. Richard Berstein poukázal na blahodarný vplyv nízkeho príjmu uhľohydrátov u cukrovkárov – z toho sa vyvinulo lowcarb hnutie. Ketogénna diéta, ako strava s nízkym príjmom uhľohydrátov, sa považuje za účinnú terapiu pri liečení epilepsie. Otázka je, že či aj pre zdravého človeka môže byť vhodná taká strava, ktorá má liečebné vlastnosti pri obezite, cukrovke a epilepsii?
Na túto otázku nám zodpovie biológia.

Dvojaký druh uhľohydrátu
Rastliny uskladňujú uhľohydráty vo forme škrobu a cukru. Škrob sa rozkladá v100%-tách na glukózu. Cukor má viac foriem, ale najčastejšie sa vyskytuje vo forme sukrózy, ktorá sa rozkladá v rovnakom pomere na glukózu a fruktózu.
Pretože živiny- glukóza a fruktóza- sú tie látky, ktoré majú vplyv na ľudský organizmus, oni dávajú odpoveď na otázku, koľko glukózy a fruktózy má prijať náš organizmus.

Optimálny príjem fruktózy
Ako zdroj energie, fruktóza má dve veľké nedostatky:
Chemicky je reaktívny. Fruktóza veľmi rýchlo reaguje s bielkovinami, a spolu vytvárajú „pokročilú glykačnú látku“ (AGE), ktorá poškodzuje normálny funkčný chod bielkovín. Fruktóza, aby vytvorila AGE, vstupuje do reakcie s bielkovinami sedem krá väčšou pravdepodobnosťou, ako glukóza (niektoré zdroje hovoria až o 10x-väčšej pravdepodobnosti spolu s laktózu – mliečny cukor). AGE sa zlučuje s kolagénom(kolagén je extracelulárna, tj. mimobunková-medzibunková, vo vode nerozpustná bielkovina, ktorá je základnou stavebnou hmotou podporných tkanív), spôsobujú stuhnuté kĺby, napomáha starnutie pokožky, poškodzuje DNS, urýchľuje starnutie, stužuje steny ciev, spôsobuje vysoký krvný tlak a poškodzuje obličky.

Je to úplne bezvýznamný makronutrient
Fruktóza nemá žiadnu úlohu v ľudskom organizme. Z tráviaceho traktu vstupuje okamžite priamo cez vena portae do pečene, ktorá ju prakticky takmer v 100%-tách rozkladá na glukózu, glykogén, laktát (soľ kyseliny mliečnej) a tuk, t.j. v podstate žiadna fruktóza sa do krvného obehu nedostane. Znamená to toľko, že ak sa do organizmu dostane fruktóza, prvou úlohou organizmu je, že ju rýchlo zmení na inú látku.
Ak evolúcia vytvorila ľudskú biológiu tak, aby chránila organizmus od fruktózy, potom sa vynára otázka: či je fruktóza zdravá pre tie tkanivá, ktoré sa s nimi stretnú, t.j. pre črevá, pečeň a vena portae ?
Ďalej: ak fruktóza sa rýchlo premení na tuk a glukózu, nebolo by lepšie, keby by sme konzumovali priamo glukózu a tuk?
Možno je lepšie začať tým, aby sme sa pozreli: nebolo by lepšie, keby sme vôbec nekonzumovali fruktózu?

Prednosti fruktózy
Športový výkon. Keď je hladina glykogénu v pečeni nízka, klesá športový výkon. Doplnenie glykogénových zásob pečene sa deje za pomoci malého množstva fruktózy, kedy ideálny pomer uhľohydrátov na doplnenie glykogénových zásob pečene sa deje pri 70% glukózy a 30%-ná zmes fruktózy a galaktózy. Táto zmes cukrov môže pomôcť športovcom, ktorý sa musia rýchlo regenerovať respektíve tým, ktorí si musia doplniť glykogénové zásoby počas športového výkonu.

Katalýza glykemickej kontroly. Hladinu krvného cukru kontroluje pečeň, a je pravdepodobné, že pri troška fruktózy to lepšie funguje. Katalyzujúce malé množstvo fruktózy je cca 3 g, čo zodpovedá zhruba jednému ovociu alebo dvom dávkam zeleniny, ktorá zlepšuje glykemickú odpoveď organizmu na príjem škrobnatých potravín. V jednom klinickom štúdiu, cukrovkári produkovali lepšiu glykemickú kontrolu, keď im do stravy dali väčšie množstvo ovocia – ich hladina HbA1c klesla o 0,5%. ( HbA1c je trojmesačný priemer hladiny krvného cukru).

Doporučuje sa denná konzumácia fruktózy v rozmedzí medzi 3-8 g pri jednom stravovaní, ale max. 25 g za deň.

Toxicita fruktózy
Väčšie množstvo konzumácie fruktózy je dosť nezdravé. Uvediem niekoľko škodlivých účinkov jej konzumácie:
• Fruktóza podporuje prepúšťanie čriev, a dôsledkom endotoxénie otravuje organizmus
• V pečeni podporuje chorobu ztukovatenia pečene, ako aj metabolický syndróm.
• Metabolizmom fruktózy vzniká kyselina močová, ktorá môže spôsobiť lámku alebo obličkové kamene.
• V prípade, ak pečeň z nejakého dôvodu nevie dostatočne rýchlo spracovať fruktózu, hladina krvného cukru zostáva zvýšená, čo podporuje rakovinu.
• Podľa humánnych klinických a živočíšnych vyšetrení, zvýšená konzumácia fruktózy jednoznačne podporuje obezitu.
Na základe známych škodlivých účinkoch fruktózy, by sme mali byť ostražitý v prípade konzumácie fruktózy, a mali by sme znížiť jej konzumáciu na minimum.
To znamená,  že denne by to nemalo byť viac ako 25 g, t.j. 100 kalórií.

Stanovenie optimálneho príjmu fruktózy
Glukóza je „dobrý“ cukor, ktorý prúdi v krvi, a ktorá sa zúčastňuje pri tvorbe takých esenciálnych molekúl, ako sú glykolizované bielkoviny a fosfolipidy (je to zložený lipid, ester viacsytných alkoholov s mastnými kyselinami a kyselinou fosforečnou).

Na rozdiel od mnohých živín, telo je schopné vyrobiť glukózu v prípade potreby, ak nastane jej nedostatok. To znamená, že organizmus je schopné spracovať širokú škálu prijatého množstva, a popri tom pomáha určiť, že aké množstvo glukózy potrebuje v skutočnosti organizmus. Tento proces dobre ukazuje graf, z ktorého vidieť, že pri prirodzenom príjme uhľohydrátov náš organizmus spotrebuje práve toľko glukózy, koľko kalórií spotrebujeme z prijatých uhľohydrátov.

Je naozaj isté, že prirodzený príjem glukózy je zdravý?
Ak by neprirodzená konzumácia uhľohydrátov bola najzdravšia, potom by evolúcia bola uprednostnila glukoneogenézu, alebo by bola pozmenila spôsob spracovania za cieľom čo najoptimálnejšieho zabezpečenia glukózy pre organizmus. V tom prípade na obrázku by sa čiary prekrižovali inde.
Tak presvedčivo a kľudne sa nemôžeme vyjadriť o vyššom alebo nižšom príjme uhľohydrátov. Nižší príjem uhľohydrátov nesie so sebou riziko nižšieho spracovania glukózy ktorého dôsledok môže byť strata niektorých osožných účinkov. Pri vyššom príjme uhľohydrátov je nebezpečenstvo toxicity od nadmerného množstva glukózy ešte pred tým, ako je organizmus schopné spracovať nadbytok glukózy. Toto riziko, už pri jestvujúcom narušení metabolizmu – ako je napr. aj cukrovka – je vyššie, ale je možné, že sa vyskytuje v miernej forme aj medzi zdravými jedincami.

Pre organizmus prirodzený príjem uhľohydrátov
Odmerali produkciu glukózy dospelého človeka počas pôstu, výsledkom bola produkcia 8 nmol/kg/min. U priemerného dospelého je to za deň 120-160gramov, alebo 480-640 kalórie. Ak počas pôstu sa splní nárok organizmus na glukózu, znamená to toľko, že prirodzený denný príjem uhľohydrátov je 160 gramov, resp. 640 kalórie.
K podobnému výsledku sa dopracujeme, ak spočítame tie množstvá, kedy v skutočnosti používa organizmus glukózu.
Glukóza sa v našom tele zúžitkuje troma spôsobmi na: po spojení s bielkovinami vytvára štrukturálnu molekulu, tzv. glykoproteín; v prijateľnej forme slúži ako alternatívny pohon pre bunky ( v prípade, ak nie je k dispozícii tuk); a po tretie, imúnne bunky z neho vytvárajú látky v hodné na zabíjanie (reaktívne formy kyslíka), ktoré pôsobia ako prekurzory ( je to východisková látka, v našom prípade glukóza, z ktorej chemickou premenou je vytvorený žiadaný produkt, tj. v tomto prípade reaktívna forma kyslíka).
Glukóza ako štrukturálna molekula v našom tele
Vlhký cukor je lepkavý, ľahko sa zlučuje s bielkovinami v rôznych formách. Ľudský organizmus obsahuje 20 000 génov a 200 000 bielkovín, ale glykoproteínu je 2 000 000, t.j. sú to molekuly vytvorené reakciou bielkovín a cukrov.
Interakcie medzi molekulami zabezpečujú glykoproteíny. Niekoľko známych štrukturálnych molekúl:
– mucíny tvoria jednu z hlavných štrukturálnych zložiek sliznice, sliny, sĺz, ale aj hlienu. Mucín chráni črevá, priedušky pred patogénmi.
– hialuronová kyselina robí kĺby kĺzavým a prispieva k tvorbe štruktúry tkanív. Podobné, známejšie molekuly sú glukozamín a chondroitín-sulfát, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu vo spojivovom tkanive.
Len pre tvorbu hialuronovej kyseliny organizmus potrebuje 5 gramov – 20kalórie – glukózy, a denná produkcia sliznice je 1 liter. Nemáme znalosti o tom, že koľko glukózy je potrebných na tvorbu ostaných 2 000 000 glykoproteínov, ale pravdepodobne denne to presahuje 200 kalórie.

Glukóza, ako pohonná látka nervových buniek
Veľa krát počujeme, že glukóza je „hlavná pohonná látka“ organizmu. Tak teda, to je veľký omyl.
To je pravda, že ak je potrebné, každá bunka človeka vie využiť glukózu, ako „pohonnú látku“, ale mitochondrium – ako hlavná energetická jednotka pre väčšinu ľudských buniek – radšej spaľuje tuk. Čiže organizmus preferuje tuk, t.j. primárne palivo, a okrem buniek bez mitochondrií, ktoré spľňajú špeciálne úlohy, ako napr. červené krvinky, alebo neurotické bunky, resp. bunky svalov, pri intenzívnej práci, kedy je nedostatok kyslíka.
Glukózu, ako prvoradú „pohonnú látku“, používajú predovšetkým neuróny. Mozog a neuróny spotrebujú za hodinu cca 20 kalórie pre spánok alebo chôdzu. Spomínaných 480 kalórií môže zabezpečiť glukóza, alebo kombinácia glukózy a ketónové častice ( ketóny pochádzajú z tukov a bielkovín). Môžeme konštatovať, že denná potreba glukózy sa pohybuje medzi 150-480 gramov – skutočné množstvo závisí od toho, koľko ketónov máme k dispozícií.

Glukóza zásobuje svaly glykogénom.
Okrem neurónov a červených krviniek, pri intenzívnom zaťažení, aj svaly využívajú glukózu vo forme glykogénu. Glykogén zohráva dôležitú úlohu pri tvorbe energeticky bohatého adenosintrifosfátu – ATP.
Pri sedavom spôsobe života, sa spotrebuje málo glukózy (svaly spália málo glykogénu), čo neplatí pre športovcov, lebo u nich je spotreba značná. Uvediem smerodajnú tabuľku využitia glukózy pri rôznych druhoch športu.

Tabuľka udáva spotrebu 72 kg-vého športovca pri rôznych športových činnostiach. Spálené množstvo kalórie sa zvyšuje vyššou telesnou váhou, a intenzitou výkonu. Elitní športovci sú schopní spáliť za hodinu aj vyše 1000 kalórií.
Spotreba energie vo forme glykogénu alebo tuku, závisí od intenzity tréningu (pohybu). Pri 25%-nom využití maximálnej spotreby kyslíka (VO2 max), s potreba celkovej energie je v 7,5%-tách daná glykogénom a 92.5%-tách ju zabezpečuje tuk. (Čiže napr. pri pomalom behu, bicyklovaní či spoločenskom tanci, spaľujeme predovšetkým tuk). Ak zvýšime intenzitu tréningu na 65% z VO2 max., je spotreba uhľohydrátu a tuku rovnaký. Pri intenzite 85% VO2 max. spaľujeme energiu pozostávajúcu v 75%-tách z uhľohydrátu a 25%-tách z tuku.

Ničivá sila glukózy
Pri metabolizácii glukózy vznikajú reaktívne zložky kyslíka (ROS). Tieto nebezpečné molekuly môžu poškodiť alebo zničiť bunky.
Aj imúnny systém využíva ROS. Imunitné bunky tzv. makrofágy sú schopné metabolizovať glukózu, tak aj produkcie významného množstva ROS, ktoré používa na ničenie patogénov (baktérie a plesne). Ak je organizmus zdravý, imúnny systém pravdepodobne nepotrebuje veľa glukózy, avšak ľudia trpiaci chronickými infekciami – hlavne plesňami alebo protozoami ( jednobunkové živočíšne organizmy ) – môžu mať vyšší nárok na glukózu.

Endogénna tvorba glukózy
Z doposiaľ vymenovaných nárokov organizmu na glukózu, je treba stanoviť aj to, že pri bežnej premene tukov, organizmus koľko glukózy vyrába.
Tuky v organizme sa nachádzajú vo forme fosfolipíd (zložený lipid, ester viacsytných alkoholov s mastnými kyselinami a kyselinou fosforečnou ), a triglyceridy (estery glycerolu a (najmä vyšších) mastných kyselín, ktoré sa nachádzajú v živočíšnych tkanivách a rastlinných pletivách). Fosfolipidy tvoria membránu buniek, triglyceridy zásobný tuk.
Keď organizmus v záujme výroby energie používa mastné kyseliny, z dvoch molekúl glycerínovej vetvy vytvorí jednu molekulu glukózy.
Jeden priemerný triglycerid, energiu pre organizmus zabezpečí v 12%-tách z glycerínu, a 88%-tách z mastných kyselín. Za predpokladu, že ak denne spotrebujeme 2400 kalórie, z ktorého 65% energie zabezpečia fosfolipidy a glyceríny z tukov dennej stravy, organizmus vie vyrobiť denne 200 kalórie.

Zhrnutie: Prirodzený príjem uhľohydrátu pre organizmus
Nie sme si istí, o presnej veľkosti rôznych príjmov, ale sa zdá, že denná potreba glukózy organizmu je nasledovná: 480 kalórie spotrebuje mozog a nervy ( táto klesne až na 150 kal., ak sú k dispozícii aj ketónové častice), 200 kalórie glykoproteíny, ako je napr. mucín, 100 kal. glykogény svalov, imúnne bunky, črevá a obličky, popri tom spaľovaním tuku, sa vytvára 200 kalórie glukózy.
Pri sedavom spôsobe života, denný prirodzený príjem uhľohydrátov zdravého človeka je 600 kalórií. Ketogénna strava môže znížiť dennú potrebu glukózy až o 300 kal. Športová činnosť môže zvýšiť nárok na glukózu až o 500 kal. Choroba a hojenie rany môže zvýšiť nárok na glukózu.

Literatúra:
[1] Lindeberg S et al. Age relations of cardiovascular risk factors in a traditional Melanesian society: the Kitava Study. The American Journal of Clinical Nutrition 1997 Oct;66(4):845–52, http://pmid.us/9322559.
[2] Dyerberg J. Coronary heart disease in Greenland Inuit: a paradox. Implications for Western diet patterns. Arctic Medical Research 1989 Apr;48(2):47–54, http://pmid.us/2736000.
[3] Gaby, AR, Adverse effects of dietary fructose. Alternative Medicine Review 2005 Dec;10(4):294–306, http://pmid.us/16366738; Schalkwijk, CG et al. Fructose-mediated non-enzymatic glycation: sweet coupling or bad modification. Diabetes/Metabolism Research and Reviews 2004 Sep-Oct;20(5):369–82, http://pmid.us/15343583.
[4] Hipkiss, AR. Dietary restriction, glycolysis, hormesis and ageing. Biogerontology 2007 Apr;8(2):221–4, http://pmid.us/16969712.
[5] Gaby, AR, Adverse effects of dietary fructose. Alternative Medicine Review 2005 Dec;10(4):294–306, http://pmid.us/16366738.
[6] Tappy L, Lê KA. Metabolic effects of fructose and the worldwide increase in obesity. Physiological Reviews 2010 Jan;90(1):23–46, http://pmid.us/20086073.
[7] For details see Jaminet P. Is it good to eat sugar?, January 25, 2012, http://perfecthealthdiet.com/2012/01/is-it-good-to-eat-sugar/.
[8] Sievenpiper JL et al. “Catalytic” doses of fructose may benefit glycaemic control without harming cardiometabolic risk factors: a small meta-analysis of randomised controlled feeding trials. British Journal of Nutrition 2012 Aug;108(3):418-23, http://pmid.us/22354959.
[9] Jenkins DJ et al. The relation of low glycaemic index fruit consumption to glycaemic control and risk factors for coronary heart disease in type 2 diabetes. Diabetologia 2011 Feb;54(2):271–9, http://pmid.us/20978741.
[10] Liu H et al. Fructose induces transketolase flux to promote pancreatic cancer growth. Cancer Research 2010 Aug 1;70(15):6368–76, http://pmid.us/20647326.
[11] Nair KS et al. Leucine, glucose, and energy metabolism after 3 days of fasting in healthy human subjects. The American Journal of Clinical Nutrition 1987 Oct;46(4):557–62, http://pmid.us/3661473.
[12] Stern R. Hyaluronan catabolism: a new metabolic pathway. European Journal of Cell Biology 2004 Aug;83(7):317–25, http://pmid.us/15503855.
[13] Atuma C et al. The adherent gastrointestinal mucus gel layer: thickness and physical state in vivo. American Journal of Physiology—Gastrointestinal and Liver Physiology 2001 May;280(5):G922–9, http://pmid.us/11292601. Faure M et al. Development of a rapid and convenient method to purify mucins and determine their in vivo synthesis rate in rats. Analytical Biochemistry 2002 Aug 15;307(2):244–51, http://pmid.us/12202240.
[14] Mayo Clinic staff, Exercise for weight loss: calories burned in one hour, www.mayoclinic.com/health/exercise/SM00109. Ainsworth BE et al. 2011 Compendium of Physical Activities: a second update of codes and MET values. Medicine & Science in Sports & Exercise 2011 Aug;43(8):1575–81, http://pmid.us/21681120.
[15] Romijn JA et al. Relationship between fatty acid delivery and fatty acid oxidation during strenuous exercise. Journal of Applied Physiology 1995 Dec;79(6):1939–45, http://pmid.us/8847257.
[16] Burke LM et al. Effect of fat adaptation and carbohydrate restoration on metabolism and performance during prolonged cycling. Journal of Applied Physiology 2000 Dec;89(6):2413–21, http://pmid.us/11090597.
[17] Pedersen DJ et al. High rates of muscle glycogen resynthesis after exhaustive exercise when carbohydrate is coingested with caffeine. Journal of Applied Physiology 2008 Jul;105(1):7–13, http://pmid.us/18467543.

2 Pripomienky: Uhľohydráty ( I.)

  1. Jaroslav píše:

    Uhľovodíky sú základom všetkých zložiek potravy, je to zastaraný termín pre cukry. Cukry sú sacharidy.

    • imro píše:

      Ďakujem za pripomienku, ktorá je miestna. Ide o špatný preklad z nevšímavosti; obyčajne používam výraz uhľohydráty napriek tomu, že vedecký názov je sacharidy.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *


sedem + = 10

Môžete použiť tieto HTML značky a atribúty: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Tieto stránky využívajú Cookies. Prečítajte si podrobnejšie informácie , ako používame cookies na týchto webových stránkach. Podrobnosti

Na základe zákona EU je povinné upozorniť návštevníka tejto web stránky, že web používa Cokkies. Ak s tým nesúhlasíte, potom vhodným nastavením Vášho prehliadača, zakážte ukladanie Cookies. http://www.mcafee.com/common/privacy/consumer/slovakian/cookie_notice/

Zatvoriť