Немного о физиологии, глюкозе, мозге и жире
Психическое состояние и чувство благополучия зависят от постоянного потока «топлива» в мозг. Как правило, мозг полностью зависит от глюкозы, ибо она является ее основным энергетическим субстратом. 20-процентное снижение уровня сахара в крови может привести к тошноте, беспокойству и другим неврологическим симптомам. Как контролируется уровень сахара в крови?
Условия отдыха (рис.1).
При базовых условиях, т.е. в состоянии покоя, поглощение глюкозы из тонкой кишки неактивно, но при этом уровень глюкозы в крови относительно постоянен. И это несмотря на то, что в состоянии покоя, организм использует около 10 г глюкозы в час, из которых примерно 5-6 г использует мозг. Остальные 4-5 г расходуются печенью, жиром и мышцами. Мозг расходует глюкозу всегда, вне зависимости от того, чем мы заняты, отдыхаем, гуляем, или сдаем экзамены.
Между приемами пищи глюкоза, которая поглощается различными тканями организма, заменяется печенью либо через гликогенолиз (использование запасов гликогена), либо глюконеогенез (синтез глюкозы из более мелких метаболитов). Эти процессы регулируются скоординированными действиями инсулина (гормон бета-клеток) и глюкагона (гормона альфа-клеток). Молярное соотношения (в молях) между концентрациями этих гормонов контролируют метаболизм.
В условиях работы (рис.2).
Мышцы могут увеличивать оборот энергии в 18-20 раз под рабочими нагрузками, используя жирным кислоты и глюкозу в качестве субстратов для аэробного метаболизма и производства АТФ (для энергии). Тяжелая мышечная работа зависит от глюкозы для производства анаэробной энергии. Как видно из рисунка 2, несмотря на огромное увеличение количества глюкозы (46 г/час), взятой из крови работающими мышцами, уровень глюкозы в самой крови остается неизменным. Секреция инсулина снижается, увеличивается секреция глюкагона, что провоцирует печень расходовать гликоген, и начинать глюконеогенез. Таким образом, организм пытается создать необходимый баланс поглощения глюкозы мышцами. Отмечу, что мозг при этом расходует глюкозу все с той же скоростью, что и в состоянии покоя.
Чрезмерная тяжелая и продолжительная физическая работа может привести к резкому падению уровня сахара в крови. Марафонцы, лыжники и другие подобные спортсмены, используя свое тело в условиях максимальной производительности, иногда могут упасть без сил, не дойдя до финиша. Все потому, что глюконеогенез в печени не способен так быстро «поставлять» глюкозу в кровь, насколько быстро мышцы могут ее расходовать.
Поэтому, когда кончатся запасы гликогена, у любого человека будет всего два пути:
- снизить физическую активность (скорость), для того, чтобы печень успевала поддерживать уровень сахара в крови;
- случится гипогликемия, и человек упадет без сил.
После приема пищи (рис.3).
Один прием пищи изменяет уровень сахара в крови. Обычный сбалансированный прием пищи содержит примерно 90г глюкозы, главным образом в виде полисахаридов, которые всасываются примерно в течение 120 минут. Глюкоза из пищи используется в качестве немедленного энергетического субстрата, и любой ее избыток будет храниться в виде гликогена. В случае избыточного питания (профицита калорий), избыток пойдет и в жировое депо.
Уровень глюкозы в крови после приема пищи должен быть ниже почечного порога для восстановления глюкозы из клубочкового фильтрата (начальный процесс образования мочи).
Если превысить этот уровень, глюкоза выйдет с мочой (что наблюдается при диабете).
Таким образом, после приема пищи, инсулин повышается, секреция глюкагона сводится к минимуму, и печень принимает глюкозу, которая потом хранится в виде гликогена для последующего использования, и вывода в кровь. Инсулин также стимулирует поглощение глюкозы и синтез гликогена в мышцах. При этом гликоген в мышцах никак не может выйти в кровь. Гликоген в мышцах используется исключительно для энергии при мышечной активности.
Мозг, как и прежде, поглощает свою «дозу» глюкозы.
Распределение глюкозы после еды (рис.4).
Как я уже писал выше, обычный прием пищи содержит примерно 90г глюкозы, которая будет либо использована «здесь и сейчас» в качестве непосредственного энергетического субстрата для синтеза АТФ, либо пойдет на хранение в гликоген или жировое депо.
Если рассмотреть человека, который контролирует свой вес, и потребление пищи/расход энергии находятся в равновесии, то около 15-18% потребляемо глюкозы поступает для питания мозга во время абсорбционного периода (т.е. полное усвоение). В ЦНС отсутствует форма хранения глюкозы, вся поступаемая глюкоза сразу используется. Именно поэтому мозг так чувствителен к снижению уровня глюкозы в крови.
Печень хранит избыток глюкозы в виде гликогена (около 18-20%). Почки занимают примерно 9-10% глюкозы в виде лактата, который выводится из эритроцитов, которые не содержат митохондрий, следовательно, необходимо выпустить анаэробно окисленную глюкозу, которую они используют в качестве пирувата и лактата.
Мышцы доминируют в борьбе за сахар в крови, и «забирают» примерно 50% общей глюкозы, половина которой отправляется в гликоген, остальная часть используется «здесь и сейчас».
И лишь небольшая доля глюкозы превращается в жир (около 2%). Поэтому переедание углеводов (сахароза и фруктоза) может привести к производству и хранению жира.
Выводы:
- глюкоза важна для нашего мозга, если вам важен ваш мозг – не лишайте его глюкозы;
- если, к примеру, на тренировке скушать конфету, то этот сахар будет использован «здесь и сейчас», заставляя ваши мышцы притормозить использование собственного гликогена;
- среднестатистический прием пищи не откладывает жир в попу, всего 2% идут туда, которые потом тоже будут использованы;
- при чрезмерном употреблении углеводов длительное время, они будут откладываться в жир;
- когда у вас кончится гликоген от чрезмерной физической активности – вы упадете без сил, а не продолжите работу «на жирах».
Хорошей вам глюкозки!
Источник: https://m.vk.com/wall-143335632_5563
На основании: http://www.medbio.info/horn/time 3-4/homeostasis_2.htm
