|
Известно, что калорическая ценность углеводов значительно меньше таковой для липидов (соответственно 17 и 39 кДж/г) и примерно равна калорической ценности белков. Однако особенности строения и обмена углеводов обусловливают преимущественное их использование в организме в качестве энергетического материала. Достаточно сказать, например, что в отличие от белков и липидов углеводы могут расщепляться двумя путями. То, что углеводы выполняют преимущественно энергетическую функцию, связано и со специфическими особенностями функционирования ряда органов и тканей.
Некоторые ткани, например мышечная, способны функционировать и при недостаточном обеспечении их кислородом. Это немаловажное обстоятельство, поскольку такое состояние нередко встречается в процессе жизнедеятельности животных. При отсутствии кислорода в мышечной ткани (анаэробные условия) или, точнее, в условиях недостаточного количества кислорода в ней в первую очередь сгорают углеводы, так как именно они способны к быстрому распаду в анаэробных условиях с освобождением определенного количества энергии, которая дает возможность мышцам функционировать еще некоторое время в этих условиях. Если учесть, что на долю мышечной ткани приходится значительная часть веса организма (у человека, например, до 40%) и что потребление энергии этой тканью при интенсивной мышечной деятельности может возрастать на несколько порядков, становится понятным, почему прежде всего и в больших количествах именно углеводы используются организмом для покрытия энергетических затрат. Не случайно мышечная ткань отличается относительно большим содержанием в ней углеводов.
Специфическими особенностями функционирования и потребления углеводов отличается также нервная ткань. Она потребляет в основном углеводы, но окисление их протекает по аэробному пути. Дыхательный коэффициент (отношение количества выделенной углекислоты к количеству поглощенного кислорода) для нервной ткани равен единице.
Анаэробному распаду частично могут подвергаться и белки (некоторые аминокислоты). Однако число таких аминокислот ограничено, и образование из них метаболитов, способных далее к анаэробному распаду, возможно лишь после их дезаминирования мышечной ткани, где процессы аэробного и анаэробного окисления тесно переплетены, нервная ткань не способна переживать длительное анаэробное состояние. Всего несколько минут недостаточного обеспечения мозга кислородом — и структура и функции нервной ткани могут подвергнуться необратимым изменениям. Нервная ткань, как и мышечная,— один из основных потребителей углеводов, она поглощает около 20% всего вдыхаемого кислорода, и практически весь он расходуется на окисление углеводов.
Поскольку и белки, и липиды наравне с углеводами могут быть использованы в организме в качестве энергетического материала, можно думать, что функции углеводов вполне заменимы. Но это положение можно принять лишь с определенными ограничениями. Действительно, часть аминокислот, не вовлеченных в процесс биосинтеза белка или биологически активных соединений, может быть использована в организме как энергетический материал (см. раздел 5.1 первой главы). Хорошо известна и более высокая калорическая ценность липидов по сравнению с углеводами. Однако полное исключение углеводов из пищи приводит к серьезным нарушениям обмена веществ в организме.
При расщеплении углеводов образуется ряд соединении, являющихся составными элементами важнейших метаболических путей, через которые проходят пути распада и жиров, и белков. При недостатке этих метаболитов распад жиров затрудняется, начинают накапливаться продукты неполного их окисления, так называемые кетоновые тела (в известной мере это относится и к белкам, так как источником кетоновых тел могут быть и некоторые аминокислоты). Окисляясь, углеводы, образно говоря, как бы «выстилают дорогу» для окисления жиров и белков. Это очень важное эволюционное приобретение. Для окисления любого из составных элементов пищи (белков, липидов и углеводов) в организме не требуется какой-то специальной дополнительной системы. Окисление обеспечивается самими пищевыми компонентами, и важнейшая роль в этом процессе принадлежит углеводам. Таким образом, нормальное полное окисление липидов и белков возможно лишь на фоне некоторого хотя бы минимального уровня распада углеводов.
Следует отметить, что образование ряда соединений, участвующих в формировании метаболических цепей, возможно и за счет белков, в частности некоторых аминокислот. Однако возможность их возникновения ограничена, поскольку этому процессу неизбежно предшествуют реакции переаминирования и дезаминирования, сопровождающиеся, как известно, образованием аммиака (см. раздел 5.1 первой главы). При его накоплении начинает усиливаться обратный процесс —аминирование метаболитов, и они естественно исключаются из метаболических циклов. Таким образом, энергетическая функция углеводов вполне может быть заменена липидами и белками, однако возможность такой замены реализуется с обязательным участием углеводов, и функция углеводов в этом отношении является исключительной.
.......................................................................................................................... |
