Углеводы — горючее для организма, т.е. наиболее значимый источник энергии для обеспечения основных функций жизнедеятельности организма. Углеводы образуются в растениях путем фотосинтеза из углекислоты и воды. Отсюда они и получали своё название. Американцы называют углеводы карбогидрата-ми. Термин весьма похожий на научный, к тому же красивый, ну, одним словом, «янки», тем не менее он прижился в мире, что вам следует иметь в визу при обращении с иностранными научными работами и статьями.

В зависимости от строения углеводы делятся на простые углеводы (сахара), состоящие из моносахаридов, и «сложные» углеводы (олиго- и полисахариды).

Моносахариды — наиболее простые представители углеводов, не расщепляются при гидролизе. Для человека наиболее важны:
а) глюкоза;
б) фруктоза;
в) галактоза.
Вторая группа углеводов — «сложные» углеводы (олиго- и полисахариды), в принципе, в большинстве своём именуемые «полисахариды»и«ол игосахариды», это высокомолекулярные соединения — полимеры. И если оли-госахариды, наиболее простые из сложных, состоят всего лишь из нескольких остатков моносахаридов, то полисахариды состоят из очень большого числа остатков моносахаридов.

Олигосахариды — более сложные, чем моносахариды, соединения, построенные из нескольких остатков моносахаридов. Они делятся на дисахариды, три-сахариды и т.д.

Однако наиболее важны для человека именно дисахариды. Из их числа наибольший «интерес» для организма человека представляют:
а) сахароза;
б) мальтоза;
в) лактоза. Полисахариды делятся на:

1) Перевариваемые. В эту группу входят такие полисахариды, как:
а) крахмал;
б) гликоген.

2)Непереваривасмыс. В данную
группу входят разнообразные соединения, из которых наиболее важны для организма человека:

а) целлюлоза (клетчатка);
б) гемицеллюлоза,
в) пектиновые вещества.

Олиго- и полисахариды объединяются термином «сложные углеводы». При переваривании сложные углеводы расщепляются до простых углеводов, в основном глюкозы и фруктозы.

Моно- и олигосахариды (в нашем случае мы берем дисахариды) обладают сладким вкусом, поэтому их называют также саха-рами и по этому признаку, иногда ошибочно, олигосахариды (дисахариды) объединяют в одну группу простых углеводов, хотя олигосахариды (дисахариды в нашем случае) относятся именно к сложным углеводам (конечно, более простым, чем полисахариды (из за количества остатков моносахаридов, но, как говорится, не до такой же степени).

Полисахариды сладким вкусом не обладают. Да и вообще, нужно заметить, что сладость саха-ров различна. К примеру, если сладость сахарозы (обычный сахар) принять за 100% , то сладость других сахаров составит: фруктозы (фруктовый сахар) — 173%; глюкозы (виноградный сахар) - 81%; мальтозы (солодовый сахар) — 32%; галактозы, лактозы (маточный сахар)— 16%.
Далее подробнеее поговорим о некоторых из сахаридов.

Моносахариды

Моносахариды имеют самую простую химическую структуру и поэтому очень легко расщепляются и усваиваются. Простые углеводы хорошо растворяются в воде. Они обладают выраженным сладким вкусом, но их сладость различна по состоянию выраженности.

а) Глюкоза — по сравнению с другими сахарами наиболее быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте и поступает в кровь, а затем - в клетки различных органов и тканей, где она вовлекается в энергетический обмен. При этом образуется значительное количество АТФ (аденезитрифосфорная кислота) — высокоэнергетического вещества, которое используется организмом для реализации различных физиологических функций, в том числе и для сокращения мыши.

Глюкоза — наиболее легкоути-лизируемый источник энергии для человека. Роль глюкозы особенно велика для нормального функционирования центральной нервной системы (ЦНС). Глюкоза играет исключительно важную роль в выработке инсулина-основного анаболического и антикатаболического гормона организма человека. Как и гормон роста (соматотропин), инсулин увеличивает скорость проникновения аминокислот в клетки мышц, что приводит к положительному азотистому балансу и росту мышц. Любопытно, однако, что многие органы могут усваивать глюкозу и внеинсулиновым путем. В первую очередь, это характерно для головного мозга и печени. Организм многократно подстраховывает свой обмен от возможного дефицита инсулина и других гормональных факторов.
В нашем повседневном питании из простых углеводов мы употребляем в основном сахарный песок, с которым пьём чай, который добавляем в кондитерские изделия и напитки. В пищеварительном тракте сахароза легко распадается на глюкозу и фруктозу, а они уже непосредственно окисляются с дальнейшим преобразованием в АТФ.

Глюкоза служит непосредственным предшедственником гликогена (в основном мышечного) — запасного углевода организма. В то же время она легко превращается в тритлииериды, причём этот процесс особенно усиливается при избыточном поступлении глюкозы вместе с пищей.
Теоретически окисление жиров может дать вдвое больше энергии, чем окисление глюкозы. Однако жир с большим трудом проникает через клеточные мембраны митохондрий и с трудом окисляется.

Глюкоза же проникает внутрь клетки очень легко и окисляется очень быстро, поэтому-то глюкоза и рассматривается нами как основное энергетическое вещество. Гликоген печени тоже вначале распадается до глюкозы и лишь потом включается в энергетический обмен.
В организме обычного человека принедостатке глюкозы происходит её синтез из аминокислот и жиров, однако удельный вес такой глюкозы очень мал. Способность организма синтезировать глюкозу из других компонентов пищи невелика. Совсем другое дело — организм спортсмена. Основной эффект любой тренировки заключается в создании энергетического дефицита в тех или иных мышечных структурах. Это основной стимул для усиления белкового синтеза и приспособления организма к большим физическим нагрузкам. Среди огромного количества приспособительных реакций присутствуют и такие: организм учится извлекать больше глюкозы из аминокислот и жиров. Процесс синтеза глюкозы самим организмом несёт название «глюконеогенез», т.е. новообразование глюкозы. Чем выше квалификация спортсмена, тем сильнее у него развит механизм глюконеогенеза, тем больше глюкозы организм может синтезировать. Интенсивность глюконеогенеза - основной механизм, обеспечивающий выносливость организма как в аэробных, так и в анаэробных видах спорта. От глюконеогенеза зависит также способность организма к восстановлению после соревновательных нагрузок.

Надеюсь, вы теперь понимаете, почему глюкозе было уделено столь обширное место в статье по отношению кдругим сахари-дам.

б) Фруктоза по сравнению с другими простыми углеводами медленнее всасывается в кишечнике. Однако она быстрее и легче других углеводов превращается в гликоген в печени и мышцах.

Как и глюкоза — служит быс-троутилизируемым источником энергии. Часть фруктозы в печени превращается в глюкозу, которая затем используется для восстановления запасов гликогена в печени. Метаболизм оставшейся части фруктозы отличается от такового глюкозы. Ферменты, участвующие в превращениях фруктозы, не требуют для проявления своей активности инсулина. Этим обстоятельством, а также значительно более медленным восстановлением фруктозы (по сравнению с глюкозой) объясняется лучшая переносимость фруктозы больными сахарным диабетом. Фруктоза усиливает биологическую активность лецитина (аминокислоты с разветвленной цепью), а также нескольких других аминокислот, необходимых для синтеза белка мышц. Кроме того, фруктоза увеличивает всасываемость глюкозы и других питательных веществ.

Олигосахариды

Сахароза (обычный сахар — свекольный или тростниковый). Расщепляется до глюкозы и фруктозы. Как и глюкоза, сахароза легко превращается в триглицериды (жирные кислоты), что способствует образованию значительных жировых отложений. По всей видимости, это одна из причин того, что сахароза не используется в пищевых добавках.

Мальтоза — (солодовый сахар). При помощи специального фермента мальтоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до двух остатков глюкозы.

Лактоза — (молочный сахар), содержащийся только в молоке, наряду с этим является основным углеводом молока и молочных продуктов. Её типичная черта — плохая усвояемость в организме взрослого человека. Если в организме детей лактоза в желудочно-кишечном тракте под влиянием фермента «лак-тазы» расщепляется и всасывается почти моментально, то во взрослом организме она в не-расщепленном виде проходит до самого толстого кишечника. В кишечнике лактоза начинает бродить с образованием большого количества токсинов и газов.
Плохое расщепление лактозы связано с тем, что в организме взрослого человека такой фермент, как «лактаза», практически отсутствует. И усвояемость молока зависит от того, в какой мере другие ферменты пищеварительной системы возьмут на себя роль «лактазы». У тех, у кого этого не происходит совсем, устанавливается стойкая непереносимость к молоку и молочным продуктам.

В кисло-молочных продуктах лактоза уже разрушена бактериями молочного брожения, поэтому они и усваиваются так легко даже в организме взрослого человека.

Мальтодекстрин представляет собой промежуточный продукт расщепления крахмала. Состоит из смеси мальтозы и декстринов (полимеров глюкозы длинной и средней цепи). Имеет сравнительно небольшую скорость расщепления, обеспечивая тем самым длительное и равномерное поступление глюкозы.

Хотелось бы заметить, что потребление значительных количеств простых углеводов (особенно глюкозы) вызывает гипергликемию (скачкообразное повышение уровня сахара в крови), которая ведет к раздражению инсулярного аппарата поджелудочной железы и резкому выбросу гормона в кровь. А систематическое поступление в организм избыточного количества легкоусвояемых углеводов может вызвать истощение инсулярного аппарата и развитие сахарного диабета. Кроме того, поступающие значительные количества простых углеводов не могут полностью депонироваться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку в этом случае инсулин оказывает мощное стимулирующее действие на синтез жиров.

В данном случае оправдан прием комплексных углеводов, т.е. сочетание полимеров глюкозы (в основном мальтодекстрина) и небольшого количества фрук-тозы. Такое соотношение обеспечивает поступление легко- и медленно усвояемых углеводов в кишечник и равномерное их всасывание.

Полисахариды

Сложные углеводы в нашей пище представлены в основном крахмалом. Удельный вес крахмала в рационе среднего человека намного превышает удельный вес простых углеводов.

Крахмал составляет в среднем 80% от общего количества потребляемых углеводов. Крахмал — полимер, не способный растворяться в воде. С водой он способен образовывать коллоидный раствор. Простейшим примером коллоидного раствора может служить всем нам известный кисель. В желудочно-кишечном тракте крахмал расщепляется в начале до декстринов, затем до глюкозы. И только глюкоза опять включается в энергетический обмен.

Таблица 1. Влияние различных углеводов на синтез структурных компонентов организма
                           Белки    Гликоген    Жиры
Глюкоза                39.2          0,3         60.5
Фруктоза              42.5         0.75         57.0
Сахароза               38.0          0.3         61.7
Мальтодекстрин    54.7          0.8         44.5

Гликоген

Углеводы, поступающие с пищей, превращаются в гликоген, который откладывается в тканях. Однако, как пищевой источник углеводов, он практического значения не имеет. В организме гликоген используется, как депо углеводов, из которого при необходимости организм «черпает» глюкозу, используемую для обеспечения энергией различных физиологических функций. В связи с этим гликоген играет важную роль в регуляции уровня сахара в крови.

Основными органами, в которых откладываются значительные количества гликогена, являются печень, скелетные мышцы, почки, сердце и т.д. По мере необходимости во время совершения мышечной работы гликоген расщепляется опять же до глюкозы, а уже глюкоза сгорает с выходом энергии. Гликоген составляет до 3% мышечной массы идо 20% массы печени. Уже отсюда становится ясно, какую роль он играет в этих органах.

Главная роль гликогена печени состоит в поддержании постоянного физиологического уровня глюкозы в крови в условиях дефицита экзогенных углеводов. Но 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 секунд при анаэробном окислении (белые мышечные волокна) и за 3,5 минуты в аэробных условиях (красные мышечные волокна). Безусловно, способность к регенерации — положительный момент, но это лишь на время поддерживает уровень гликогена, без поступления углеводов извне. Об этом чуть ниже.
Синтез гликогена, как в мышцах, так и в печени, идет принципиально одинаковым путем, однако в печени гликоген может синтезироваться за счет глюко-неоинеза (из жира и белка), а в мышцах — нет.

Обшее количество гликогена в организме невелико и составляет около 500 г, из которых 1/3 локализована в печени, а остальные 2/3 — в скелетных мышцах. Если с пищей не поступают, то запас гликогена исчерпывается через 12—18 часов.
Для полного восстановления после интенсивной тренировки необходимо восполнить запас гликогена в печени и мышцах. Ресинтез гликогена - довольно медленный процесс (всего 5% в час), который занимает около 20 часов и требует большого количества углеводов. Исключением являются первые 2 часа после тренировки (так называемое бел-ково-углеводное окно), во время которых скорость восстановления увеличивается до 7 - 8%.

Целлюлоза (клетчатка)

Пищевые волокна представляют собой не перевариваемые в пищевом тракте сложные растительные углеводы: целлюлоза, гемицеллюлоза.
Пищевые волокна активно влияют на обмен веществ. Они связывают воду, абсорбируют и выводят из организма ядовитые вещества, снижают уровень холестерина в крови, нормализуют полезную микрофлору кишечника, усиливают перистальтику, способствуя более быстрому перемещению кишечных и каловых масс.

При недостатке растительных волокон нарушается пищеварение, а усиление процессов гниения может привести к самоотравлению организма. Известно, что в Древнем Китае приговоренного к смерти кормили вареным мясом. Отсутствие пищевых растительных волокон сводило на нет перистальтику, приводило к полному забитию кишечника и в конечном итоге к смерти.
Пищевых волокон много в ржаных и пшеничных отрубях, овощах, в ржаном хлебе, землянике, маслине, рябине, свекле, капусте. Они содержатся в большинстве овощей и фруктов.

Пектиновые вещества делятся на:
а) протопектины;
б) пектины.

Протопектины — это основная часть клеточных стенок растений. Из них также состоят межклеточные прослойки. Это каркас растительных тканей. Протопектины сами по себе служить источником энергии не могут. Они, однако, способны распадаться на пектины и целлюлозу.
Пектины способны расщепляться в кишечнике до глюкозы и тетрагалактуроновой кислоты. Но основная роль пектинов заключается не в этом.  Пектины в водном растворе превращаются в желеобразную, коллоидную массу. Некоторые ягоды и плоды (красная смородина, яблоки) можно использовать для приготовления желе без всякого желатина. Коллоидные массы пектинов способны связывать в кишечнике холестерин, желчные кислоты, токсические вещества, и выводить их из организма. В последнее время предложено к применению много новых диетических продуктов с высоким содержанием пектина для снижения содержания в организме холестерина и выведения солей тяжелых металлов (тетраэтилсвинец и др.).

Физиологическое значение углеводов в основном определяется их энергетическими свойствами. При интенсивной физической нагрузке содержание углеводов в пищевом рационе необходимо повышать до 800 - 900 г и более в сутки. Лучше всего углеводы усваиваются в организме, когда 64% их поступают в виде крахмала (крупы, хлеб, макароны, картофель и др.), а 36% - в виде Сахаров (свекловичный, тростниковый, глюкоза).

Некоторые спортсмены часто практикуют прием больших количеств сахара. Это ничем не оправдано. Сахар — не только пищевой продукт, но и раздражитель нервной системы и желез внутренней секреции. Повышение его уровня в крови (а норма 80 - 120 мг%, т.е. на 100 мл крови) отрицательно влияет на функцию этих систем, и, кроме того, при этом он выводится из организма с мочой.

Хорошим источником легкоусвояемых углеводов является мед: он содержит фруктозу — сахар, необходимый для мышцы сердца. Мёд лучше употреблять в восстановительном периоде после больших физических нагрузок и во время тренировки небольшими порциями, разведенными в воде. Но злоупотреблять им не следует, как и любыми другими углеводосодержащими продуктами.

При поступлении в организм углеводов уровень сахара в крови возрастает. Инсулин — анаболический гормон, снижает уровень сахара в крови до нормы. Выделение инсулина увеличивает проницательность клеточных мембран, и глюкоза начинает резко поступать внутрь клеток. Другой гормон — глюкагон, напротив, повышает до нормы уровень сахара в крови при его падении.

В наблюдениях А.Крога, Е.Христенсена (1939) за спортсменами установлено, что при поступлении в организм пищи, богатой углеводами, они работают более экономно и меньше утомляются, чем при питании жирной пищей. Физическая работа сопровождается значительным потреблением сахара скелетными мышцами, и для поддержания их высокой работоспособности требуется повышенное введение в организм углеводов. Они необходимы также для нормализации деятельности ЦНС, так как способны поддерживать на определенном уровне процессы возбуждения в ЦНС. Хорошая обеспеченность мышечных клеток углеводами позволяет использовать источники энергии в условиях гипоксии, способствуя усилению ресинтеза АТФ и уменьшению ацидоза в организме. Эгим объясняется тот факт, что у спортсменов нормы углеводов в питании более высокие, чем у неспортсменов.

При подборе углеводов необходимо учитывать и их «гли-кемический индекс», который позволяет нам сравнить скорость
всасывания отдельных углеводов, т.е. скорость превращения углеводов пиши в глюкозу крови. Общемировой стандарт принт, как скорость всасывания глюкозы, ее индекс равен 100. соответственно этому величина для галактозы будет 110, для фруктозы — 43, маннозы — 19, пентозы - 9 — 15. Все моносахариды, попадая в клетки слизистой оболочки кишечника, фосфорируются. т.е. образуют фосфорные сложные эфиры. Только в таком виде углеводы могут включиться в энергетический обмен .

Некоторые правила приема углеводов:
1)  Ешьте продукты с высоким содержанием углеводов небольшими порциями в течение дня. Научные исследования показывают, что высокоуглеводная диета увеличивает запасы гликогена в печени и скелетных мышцах на 45%, по сравнению с обычной диетой.
2) Принимайте углеводы с низким гликемическим индексом (медленно усвояемые) за 1,5 — 2 часа до тренировки. Это позволит увеличить запасы гликогена и аминокислот перед тренировкой.
3)  Принимайте специальные энергетические напитки с содержанием углеводов 5 — 10% во время тренировки в расчете 0,5 — 1 литр напитка на 1 час тренировки. Это позволит увеличить работоспособность на тренировке на 30 - 35% и значительно уменьшить катаболизм мышц — рас-шепление белка и использование его на энергетические нужды.

Примерный состав подобных
Витамин В1, Витамин В2, Витамин В3, Ниацин, Натрий, Кальций, Калий, Хлориды, Фосфор, Янтарная кислота.

Возможно добавление кофеина и некоторых других веществ. В крайнем случае, как я уже говорил, разведенный в воде мед небольшими порциями.

4) Принимайте углеводно-белковые напитки и просто продукты с высоким содержанием углеводов (с высоким гликемическим индексом), а также высокобелковую пишу сразу после тренировки. Это позволит максимально восполнить запасы гликогена, истощенные за время тренировки, и ускорить восстановление мышц.

Таблица 2. Дневная потребность в углеводах (в граммах) в зависимости от веса тела и продолжительности тренировки

Вес, кг | Общая дневная продолжительность тренировки, в часах                   
           |     2        3       4       5        6          7
  40          200    300    400    500    600      700
  50          300    400    500    600    700      800
  60          400    500    600    700    800      900
  70          500    600    700    800    900     1000
  80          600    700    800    900    1000    1100
  90          700    800    900    1000  1100    1200
 100         800    900    1000  1100   1200    1300
 110         900    1000  1100   1200  1300    1400
 120        1000   1100  1200   1300  1400    1500

Вячеслав Казанцев, консультант по вопросам тренинга, питания и спортивной медицины.