Węglowodany - trawienie, wchłanianie. Netto czy brutto. Jak je liczyć?

Jakiś czas temu pisałam o węglowodanach, ich roli, budowie, podziale na grupy i funkcji. Artykuł znajdziecie tutaj [klik]. W dzisiejszym artykule znajdziecie nieco inne podejście. Wiele osób prosiło o ten tekst i jednoznaczną odpowiedź na pytanie jak dokładnie liczyć węglowodany szczególnie w przypadku osób stosujących odmianę bardzo restrykcyjnej diety klinicznej, gdy każdy 1 gram ma znaczenie. I mamy! Zapraszam do lektury wszystkich zainteresowanych tematem wchłaniania i trawienia węglowodanów:)
Człowiek do życia potrzebuje kilku rzeczy takich jak: tlen, woda czy... jedzenie. Dobre odżywianie to połowa sukcesu - tak mówią:) Co składa się na nasz pokarm? Trzy główne makroskładniki (oraz wiele mikroskładników jeśli mamy dietę gęstą odżywczo). Do makroskładników należą: białka, tłuszcze oraz węglowodany (słynne BTW w przepisach). Dziś ponownie skupię się na jednej z grup czyli węglowodanach - cukrach.

W poprzednim artykule (który znajdziecie tutaj [klik]) pisałam o budowie oraz przykładach węglowodanów. Niewiele z tego będę powtarzać. Zachęcam do przeczytania najpierw poprzedniego artykułu. Przypomnę tylko, że mamy dwie główne grupy węglowodanów:

  • monosacharydy (czyli cukry proste)
GLUKOZA, FRUKTOZA, GALAKTOZA

  • oligosacharydy (cukry złożone z wielu monosacharydów, oligosacharydy dzielą się dalej na: disacharydy (dwie cząsteczki monosacharydów) oraz polisacharydy (wiele cząsteczek monosacharydów))
DWUCUKRY: 
SACHAROZA (połączona glukoza i fruktoza), LAKTOZA (połączona galaktoza i glukoza), MALTOZA (dwie połączone glukozy)

POLISACHARYDY: 
AMYLOZA oraz AMYLOPEKTYNA (tworzą skrobię), INULINA, GLIKOGEN, CELULOZA [1]

Aby pokarm mógł być wykorzystany jako źródło energii dla komórek musi zostać przekształcony mechanicznie i chemicznie do odpowiedniej postaci. Obróbka pokarmu odbywa się w układzie pokarmowym. Aby węglowodan całkowicie się wchłonął musi mieć postać monosacharydu [2].
Rys. 1 Budowa układu pokarmowego [źródło: klik]
MIEJSCA TRAWIENIA:

  • Jama ustna 
  • Gardło
  • Przełyk
  • Żołądek
  • Jelito cienkie
  • Jelito grube

Do enzymów przewodu pokarmowego trawiącego żywność należą:
glukozydazy (trawiące węglowodany), peptydazy (trawią białka np pepsyna) oraz lipazy (trawią tłuszcze). 
Do glukozydaz (które rozrywają wiązanie glikozydowe skąd nazwa) należą:
  • amylazy
  • maltaza
  • sacharaza
  • laktaza [3]
Początek trawienia węglowodanów ma miejsce w jamie ustnej, która zawiera enzymy zwane amylazami, które trawią polisacharydy (np najbardziej popularną w ludzkim pożywieniu skrobię) na mniejsze fragmenty. Trawienie polisacharydów ma ciąg dalszy w dwunastnicy, gdzie pojawia się enzym zwany amylazą trzustkową. W tym etapie powstają glukoza, maltoza oraz izomaltoza - monosacharyd (glukoza, która bezpośrednio trafia do metabolizmu jako produkt końcowy) oraz disacharydy (izomaltoza/maltoza, które muszą być dalej przekształcone) [1, 2]. 

Disacharydy są rozkładane w jelicie cienkim (a dokładniej w  błonie śluzowej jelita przez disacharydazy) na monosacharydy (glukoza, fruktoza, galaktoza przez maltazę (rozkłada maltozę), sacharazę (rozkłada sacharozę) oraz laktazę (rozkłada laktozę)). Enzymy te w niewielkiej ilości występują także w dwunastnicy. Jeśli w diecie występują jedynie disacharydy to ich rozkład zaczyna się właśnie tutaj. W efekcie powstają monocukry takie jak: glukoza, fruktoza oraz galaktoza [1, 2].

TRAWIENIE WĘGLOWODANÓW NIE ZACHODZI W ŻOŁĄDKU! Poniżej na czerwono zaznaczyłam miejsca występowania enzymów biorących udział w trawieniu węglowodanów oraz pozostałe enzymy wymienione wyżej.
Rys. 2 Przewód pokarmowy - soki trawienne i enzymy [źródło: klik]
Co dalej dzieje się z cząsteczkami monocukrów? Jak zostają przekształcone na energię dla komórek?
Rys. 3 Wchłanianie monocukrów [2].
Glukoza i galaktoza zostają przetransportowane do komórek błony śluzowej jelita cienkiego dzięki udziale cząsteczek nośnikowych (białek), które przyłączają glukozę i Na+, aby następnie przenieść je przez błonę. Następnie glukoza opuszcza komórkę nabłonka z udziałem przenośnika zwanego GLUT2 (60%) oraz dyfuzji biernej (25%). Pozostałe 15% zostaje zawrócone. Jon Na+ również opuszcza komórkę z udziałem innej cząsteczki - ATPazy. W taki sposób zostają wchłonięte glukoza i galaktoza. Pozostaje fruktoza, która zostaje wchłonięta na zasadzie dyfuzji ułatwionej z udziałem GLUT5. Fruktoza jest wchłaniana najwolniej (70% z szybkości wchłaniania glukozy i galaktozy). Najszybciej zachodzi transport glukozy i galaktozy (które konkurują ze sobą o wejście do komórki).

A co z innymi monosacharydami takimi jak ksylitol czy sorbitol? Zostają wchłonięte w jelicie z około 10-20% szybkością wchłaniania glukozy. Erytrol jest jedynie w 10% transportowany w jelicie, a później niemal w całości wydalony z organizmu, ponieważ nie jest dalej metabolizowany. O tym jakie wartości należy przyjmować dla zamienników cukrów pisałam w długim artykule tutaj [klik].
Rys. 4 Wchłanianie monocukrów [2].
Co dzieje się dalej z cząsteczkami monosacharydów?
Następuje transport do wątroby, gdzie galaktoza i fruktoza są przekształcane do glukozy. W konsekwencji powstają same cząsteczki glukozy, które są metabolizowane do ostatecznej energii dla komórek. Badacze szacują, że w wątrobie może znajdować się do 100 cząsteczek glukozy na raz [2].
Glukoza w wątrobie:
  • zostaje rozpoznana przez receptory trzustkowe, zostaje wydzielona insulina, zmniejsza się wydzielanie glikogenu 
  • podlega procesom fosforylacji aby zostać przekształconą w energię lub (nadmiar glukozy) w wolne kwasy tłuszczowe i triacyloglicerole (tkanka tłuszczowa)
  • zostaje przekonwertowana do glikogenu 
Rys. 5 Metabolizm glukozy [2].
Co się dzieje w organizmie "na czczo"?
Stężenie glukozy spada. Stężenie insuliny we krwi również spada, a stężenie glukagonu zwiększa się. Glukagon prowadzi do rozpadu glikogenu z wątroby i szybkiej syntezy enzymów procesu glukoneogenezy. Następnie dochodzi do rozpadu glikogenu w mięśniach (jeśli jest zapas glikogenu, u osób na diecie ketogennej jest go niewiele/prawie nic), co stanowi energię dla komórek. Dodatkowo pojawia się dostępność kwasów tłuszczowych pochodzących z rozkładu triacylogliceroli, co zostało przedstawione na schemacie poniżej.

Rys. 6 Metabolizm glukozy [2].

Tym sposobem dotarliśmy do końca procesu trawienia i wchłaniania węglowodanów. Pozostała jeszcze jedna kwestia: które z nich są wchłanialne i metabolizowane (aż do energii w kcal), a które nie?

Węglowodany wchłanialne i niewchłanialne

  • wchłanialne: glukoza i fruktoza (warzywa, owoce, miód), sacharoza (owoce, miód, cukier "ze sklepu"), laktoza (produkty mleczne), skrobia (zboża, ryż, ziemniaki)
  • niewchłanialne: skrobia niewchłanialna/oporna, frakcja błonnika nierozpuszczalnego (celuloza, hemiceluloza, lignina czyli elementy ściany komórkowej roślin) [1]
Oczywiście istnieją także cząsteczki, które są wchłanialne w niewielkim stopniu w jelicie, ale nie są metabolizowane takie jak np słynny erytrol. Ponownie zachęcam do przeczytania artykułu o zamiennikach cukru tutaj [klik], gdzie znajdują się wszystkie wartości niezbędne do obliczeń makroskładników.

Błonnik pokarmowy dzielimy na:
  1. rozpuszczalny, który jest zawarty w nasionach roślin strączkowych, owocach oraz warzywach; silnie pochłania wodę, tworzy żele, które wypełniają przewód pokarmowy, dają uczucie sytości, przyspiesza wydzielanie kwasów żołądkowych (obniża poziom cholesterolu we krwi), zwalnia metabolizm glukozy, bierze udział w procesie fermentacji w jelicie grubym (i to jest jego metabolizm), przedłuża czas trawienia pokarmów, niestety utrudnia wchłanianie niektórych mikroelementów (np żelaza, cynku czy manganu oraz niektórych leków np hormonów tarczycy)
  2. nierozpuszczalny, który jest zawarty w zbożach z pełnego przemiału; zwiększa objętość treści pokarmowej, silnie pochłania wodę, pobudza perystaltykę jelit, wydzielanie śliny, pobudza wydzielanie hormonów przewodu pokarmowego, przyspiesza przesuwanie pokarmu w jelitach, wspomaga leczenie zaparcia, jest wydalany [1] 
Cytat: "Błonnik pokarmowy na ogół nie podlega trawieniu w przewodzie pokarmowym, nie jest przyswajalny, więc NIE DOSTARCZA ENERGII. Przechodzi niestrawiony przez jelito cienkie do jelita grubego, gdzie ulega rozkładowi pod wpływem bakterii." [źródło: klik]

Podsumowując:
Proces trawienia węglowodanów zachodzi w ślinie, dwunastnicy i jelicie cienkim. Ostateczną cząsteczką, która jest metabolizowana całkowicie jest monocukier (glukoza). Nie wszystkie węglowodany są wchłanialne, co oznacza, że są wydalane z organizmu (takich nie wliczamy do makroskładników). Istnieją węglowodany, które są wchłanialne w niewielkim stopniu, ale nie są metabolizowane (takich również nie wliczamy do makroskładników)

Do węglowodanów brutto należą wszystkie: mono/di, oligo i polisacharydy czyli cały błonnik, cukier i alkohole cukrowe no ksylitol. Do węglowodanów netto należą jedynie węglowodany, które są wchłanialne i metabilizowane do energii (wyrażonej w kcal).

Literatura i grafika:
[1] OPRACOWANIE: Kolarzyk E., Cukry, Uniwersytet Jagieloński, Kraków [KLIK]
[2] Bieskalski H. K., Podstawy żywienia człowieka, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2012.  
[3] Europejskie Studium Przygotowania i Wiedzy Praktycznej (niepubliczna placówka), Materiały: Trawienie i wchłanianie substancji odżywczych [KLIK]

Miłej lektury!


****************************************************************
Udostępniajcie jeśli macie ochotę! :)

Bardzo proszę o uszanowanie mojego autorstwa do zdjęć i przepisów :)

USTAWA z dnia 4 lutego 1994 r., o prawie autorskim i prawach pokrewnych.
Art. 78. 1

4 komentarze:

  1. Ciekawy artykuł! We fragmencie dot.glukozy i galaktozy procentowy udział wymienionych sposobów transportu glukozy nie sumuje się do 100 a wynosi 105%, czy tak ma być? Pozdrowienia! Ola

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Mały błąd się wkradł. Dziękuję za uwagę. Już poprawione, oczywiście łącznie musi być 100% :)

      Pozdrawiam serdecznie! :)

      Usuń
  2. Jak to jest z tym glikogenem. Wyczytałem między innymi w "biblia ketogeniczna" że synteza glikogenu u osób na keto (WAŻNA JEST TUTAJ PEŁNA ADAPTACJA) również zachodzi i to wcale nie w mniejszym stopniu niż na weglach?? Ty piszesz o minimalnych jego ilościach? Zadaje to pytanie ponieważ interesuje mnie KETOZA w kontekście sportu i chciał bym wiedzieć skąd informacje o minimalnym stężeniu glikogenu? Pozdrawiam :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Synteza a zapas w mięśniach to dwie różne rzeczy. Ja miałam na myśli, że u osób na diecie keto nie ma zbyt wielkiego zapasu glikogenu w komórkach. Glikogen może być syntezowany i od razu wykorzystany jako energia, a zapas dalej jest minimalny, bo z glikogenu powstała energia :)

      Pozdrawiam!

      Usuń

Print