При голодании основным источником глюкозы служит аланин-аминокислота, которая из мышц направляется в печень, где специальные ферменты превращают аланин в глюкозу, столь необходимую для окисления жиров. По мере адаптации организма к голоданию, развивается синтез глюкозы прямо из жирных кислот, а использование аминокислоты аланина, сопряженное с распадом мышечной ткани замедляется.
Считается, что синтез в организме незаменимых аминокислот невозможен, однако, как оказалось, для этого правила существует свое исключение. При аминокислотном дефиците 95 % задержанной мозгом глюкозы трансформируются в аминокислоты, особенно незаменимые. Даже когда человек умирает от истощения, вес его головного мозга остается неизменным, т. е. при голодании мозг погибает в последнюю очередь. 90 % жировой ткани образуется из глюкозы и лишь 10 % — из липидов. Отсюда становится понятным, чего на сам деле стоят, все эти «нейтрализаторы жиров в кишечнике» и т. д. Единственным реальным способом уменьшить количество жировой ткани является ограничение в рационе углеводов. Это хорошо известно тем, кто хоть раз испытал на себе все «прелести» предсоревновательной «сушки».
В принципе, не вызывает удивление тот факт, что чем выше физическая активность, тем меньше глюкозы включается в жировую ткань. При очень высокой физической нагрузке, эта величина может уменьшаться с 90 до 0,5 %. Основное количество глюкозы из жира образуется в печени. В организме человека в спокойном состоянии 50 % всей глюкозы потребляется головным мозгом, 20 % эритроцитами и почками, 20 % мышцами и только какие-то жалкие 10 % глюкозы остается на другие ткани. При интенсивной мышечной работе потребление мышцами глюкозы может возрасти до 50 % от общего уровня за счет чего угодно, но только не за счет головного мозга.
Чем выше уровень тренированности, тем больше мышцы используют в качестве энергии жирные кислоты и тем меньше глюкозу. В организме высококвалифицированных спортсменов 60–70 % энергетического обеспечения мышц достигается за счет использования жирных кислот и лишь 30–40 % за счет использования глюкозы.
В период восстановления после физической работы только 15 % молочной кислоты окисляется, а 75 % вновь превращается в гликоген. 10 % идут на другие реакции.
Аминокислота аланин, используемая для синтеза глюкозы в процессе гликонеогенеза из глюкозы, оказывается, вновь может превратиться в аланин. Аминогруппы для этого дают аминокислоты с разветвленными боковыми цепями (валин, лейцин, изолейцин). Таким образом, аминокислоты с разветвленными боковыми цепями могут тормозить распад мышечной ткани до глюкозы во время интенсивной физической работы и в этом их ценность.
В количественном отношении физическая нагрузка увеличивает потребление глюкозы в работающих мышцах в 10 раз. Примерно в такой же степени инсулин повышает утилизацию глюкозы в покоящейся мышце. Однако сочетание инсулина и физической работы значительно превышает их суммарный эффект — в данном случае, утилизация глюкозы возрастает в 34(!) раза по сравнению с исходным уровнем. Проблема заключается лишь в том, чтобы обеспечить организм адекватным количеством глюкозы, иначе такой рост потребления без соответствующего обеспечения вызовет тяжелую гипогликемию — снижение содержания глюкозы в крови вплоть до смерти головного мозга от банального недостатка энергии[3].
Мы все знаем, что знаем, что главная роль гликогена печени состоит в поддержании постоянного физиологического уровня глюкозы в крови в условиях дефицита экзогенных углеводов. Но мало кто знает, что если бы мышечный гликоген не обладал способностью к регенерации за счет глюкозы из печеночного гликогена, то весь запас мышечного гликогена при физической работе расходовался бы за 20 сек., при анаэробном окислении (белые мышцы) и за 3,5 мин в аэробных условиях (красные мышцы).
Синтез гликогена, как в мышцах, так и в печени идет принципиально одинаковым путем, однако в печени гликоген может синтезироваться за счет глюконеогенеза (из жира и белка), а в мышцах нет.
Мозг, почки и эритроциты (частично и печень) утилизируют глюкозу внеинсулиновым путем. Если учесть, что мозг утилизирует 50 %, а почки и эритроциты — 20 % всей глюкозы, то основной метаболический фонд глюкозы организма оказывается, не зависит от инсулина. Такой процесс, независимости закрепился в процессе эволюции и сделал энергетический обмен более «гибким» и совершенным. Фруктоза усиливает окисление жирных кислот, а глюкоза нет.
В мозговом слое почек, эритроцитах, семенниках утилизация глюкозы идет только бескислородным путем. Так важные для организма органы защитили себя от возможного дефицита кислорода и «подстраховали» себя от гибели.
О глюкозе можно говорить бесконечно. Она навсегда останется для нас знакомой, и в то же время совсем незнакомой и далекой от полного понимания ее обмена.
Закончим на этом наш рассказ. Оставим немного на потом.
По химической и биологической ценности молоко и молочные продукты превосходят все другие продукты, встречающиеся в природе. В молоке содержится более 100 (!) различных веществ, в т. ч. более 25 аминокислот, 40 жирных кислот, 25 минералов, 20 витаминов, десятки ферментов, несколько видов молочного сахара и т. д.
Специалисты по вопросам питания считают, что молоко и молочные продукты должны давать 1/3 калорийности суточного рациона. К настоящему времени молоко является исходным сырьем для создания огромного количества пищевых продуктов повышенной биологической ценности. Физиологической действие некоторых из них приближается к действию лекарственных препаратов. Из молока получают не только разнообразные продукты питания для обычных людей, но также и высокоспециализированные продукты спортивного питания, такие как кристаллические аминокислоты, аминокислоты с пептидами, протеины и т. д. Различные компоненты молока входят в сложные композиции спортивного и диетического питания, служат исходным сырьем для получения лекарственных препаратов и даже высококачественного клея.
Мы привыкли по большей части к коровьему молоку, но ведь молоко бывает разное. Задолго до нашей эры египтяне в лечебных целях принимали молоко ослиц. Гиппократ — величайший врач, живший незадолго до начала нашей эры, разработал показания и противопоказания для лечения различных болезней различными видами молока. Молоку различных животных он приписывал различные лечебные свойства. В средние века приобретает популярность лечебное и профилактическое применения кумыса, «мода» на который пришла из Средней Азии, а также кефиром, который «пришел» к нам из стран Закавказья. С молоком связано открытие витаминов. В 1880 г. Н.И. Лунин в своей диссертации показал, что синтетическая диета, равноценная по химическому составу молоку, в противоположность сухому молоку не способна предупредить гибель мышей. Откуда был сделан вывод, что в молоке кроме казеина, жира, молочного сахара и солей должны содержаться еще другие вещества, которые совершенно необходимы для питания. Позднее эти «вещества» получили название витаминов.
Более поздними исследованиями было показано, что молоко и молочные продукты относятся к необходимым продуктам питания человека, т. к. в них в сбалансированном состоянии содержатся все необходимые для организма пищевые и биологически активные вещества. Пищевая и биологическая ценность молока заключается в том, что:
1. Его компоненты хорошо сбалансированы.
2. Они очень легко усваиваются.
3. Компоненты молока используются, в основном, для синтетических и «строительных» (пластических) целей.
Аминокислоты молока настолько хорошо сбалансированы, что его белки усваиваются на 98 %. По своей усвояемости белки молока уступают (и то только на 2 %) усвояемости белков яйца, аминокислотный баланс которого принят Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) за эталон (100 %). Комбинации белков молока с другими белковыми продуктами позволяют значительно улучшить общую сбалансированность аминокислот белков всего пищевого рациона. Жиры молока содержат дефицитную арахидоновую кислоту и встречающийся только в молоке биологически активный белково- лецитиновый комплекс. Оба эти компонента препятствуют развитию атеросклеротических процессов в организме. Углеводы молока представлены своеобразным сахаром — лактозой, ни в каких других продуктах не встречающейся. Особое значение имеет кальций молока, который можно рассматривать как самый легкоусвояемый кальций, существующий в природе. Кальций, содержащийся, скажем, в растительных продуктах, усваивается крайне плохо. Поэтому кальций молочных продуктов имеет исключительно важное значение для организма. В молоке представлены исключительно благоприятно сбалансированный комплекс витаминов, особенно витаминов А и В2, витамина D3 и каротина, холина и токоферолов тиамина и аскорбиновой кислоты. Общая сбалансированность всех веществ, входящих в состав молока, характеризуется антисклеротической направленность, которая оказывает нормализующие влияния на уровень холестерина сыворотки крови.
