Полезна ли глюкоза для мозга. Нужен ли сахар для мозга при умственной работе. Какие же продукты полезны для головного мозга человека

Глюкоза – основный источник энергии для мозга, как гласит текущий консенсус. 120 грамм глюкозы в день нам необходимы для поддержания оптимальной функции мозга . Альтернативная концепция состоит в том, . У обеих точек зрения есть весомые аргументы и исследования, говорящие об их правоте.

Хочется порассуждать на тему глюкозы и взвесить обе концепции.
В процессе предлагаю пройтись по:

• Метаболизму глюкозы;
• Метаболизму лактата и в меньшей степени кетонов;
• Функции транспортных белков, импортирующих глюкозу (GLUT);
• Происходящему в дыхательной цепи митохондрий;
• Попытаюсь сделать промежуточные выводы для себя.

Будет много базовых биохимических аспектов, выводы будут традиционно в конце.

Глюкоза. Метаболизм и проблема NAD +

Гликолиз в чистом виде (опуская все 10 шагов) выглядит так:

Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi > 2Pyruvare + 2NADH + 2ATP

При попадании в клетку глюкоза довольно быстро фосфорилируется до глюкозы-6-фостафа. В очень редких случаях в клетках есть избыток нефосфорилированной глюкозы.

• Пируват;
• Гликоген;
• Пентозофосфатный путь, он же PPP (NADPH, пуриновый метаболизм итд)

К гликогену и PPP применительно к мозгу я вернусь позже. Поговорим о пирувате.

Пируват мы можем использовать для синтеза аминокислот, промежуточных субстратов цикла Кребса, при необходимости для восстановления глюкозы итд – полноценный строительно-углеродный блок. Давайте вспомним окисление до ацетил-КоА, который является очень важным внутриклеточным энергетическим посредником:

Pyruvate + NAD+ + CoA-SH (кофермент А) + H+ > Acetyl-CoA + NADH + CO2

Трёхуглеродный пируват окисляется до двухуглеродного ацетил-КоА.

Судьба Ацетил-КоА куда менее разнообразна: молекула может поучаствовать в синтезе жиров/кетонов, а может отправиться в цикл Кребса (лимонной кислоты). Классическая картинка цикла Кребса ниже:

Acteyl-CoA + 3NAD+ + FAD+ + GDP + Pi + 3H2O > 2 CO2 + 3NADH + FADH2 + 3H+ + GTP + CoA

Ацетил-КоА в результате «прокрутки» цикла Кребса превращается в 2 молекулы углекислого газа, в процессе выделяя энергетическую валюту в виде GTP и доноры электронов х3 NADH и 1 FADH2.

В итоге из 1 молекулы глюкозы мы получаем 10 NADH и 2 FADH2. Молекул, которые являются донорами электронов в дыхательной цепи митохондрий.

Одновременно с этим вы можете вспомнить, что для гликолиза нужен NAD+ .

Если у нас много NADH, и мы по каким-то причинам не успеваем его использовать для восстановления комплекса 1 (запуская окислительного фосфорилирования) или других реакций, то сталкиваемся с дефицитом NAD+.

Дефицит NAD+ — это псевдогипоксия, если коротко. Вспоминая , Глюкоза восстанавливает 111 молекул NAD+ на 1000 созданных АТФ, кетоны восстанавливают лишь 41 NAD+ на 1000 созданных АТФ.

Количество глюкозы больше возможности ее «сжечь» = получаем псевдогипоксию . Кислород не может терминально «принять» электрон, потому что еще до запуска окислительного фосфорилирования (OxPhos), этот электрон надо «посадить» на NAD+ и уже полученный NADH передать в OxPhos.

Чтобы не было путаницы. Гипоксия – увеличенное соотношение NADH/NAD+ и остановка оксилительного фосфорилирования в виду отсутствия кислорода (остановки комплекса IV). Псевдогипоксия – нарушение аэробного метаболизма из-за того, что метаболизм глюкозы создает NADH и потребляет NAD+. В одном случае повышенное соотношение NADH/NAD+ следствие в другом – причина. Итог один – нарушение окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ.

NAD+ — «тонкое» место всего метаболизма через глюкозу.

Лактат и восстановление NAD +

Для восстановления NAD+, столь необходимого метаболизму глюкозы, организм обратимо восстанавливает пируват до лактата.

В процессе образования лактата NADH окисляется до NAD+.

Из-за необходимости в NAD+ метаболизм глюкозы невозможен без восстановления пирувата до лактата c параллельным окислением NADH до NAD+ . Наш организм прекрасен и старается оптимизировать процессы. В качестве примера приведу цикл Кори:

Мышцы во время интенсивных нагрузок сталкиваются с описанной выше проблемой восстановления NAD+, и усиленно восстанавливают NAD+ с помощью лактата.

И есть печень. Основной источник энергии которой – α-кето-кислоты. Также реакцию фосфорилирования глюкозы (первый этап гликолиза) в печени катализирует глюкокиназа, менее аффинитивный глюкозе изомер гексокиназы. Забегая вперед отмечу, что мембранный пассивный транспорт глюкозы (GLUT2) гепатоцитов забирает глюкозу только при большой ее концентрации и помощи инсулина.

Лактат из сердечно-сосудистой системы утилизирует печень, при помощи глюконеогенеза восстанавливая ее до глюкозы и возвращая глюкозу в кровь. Эта утилизация лактата и называется циклом Кори .

Проблема лактата в концентрации водорода. Концентрация водорода, как помните, определяет pH. Чем больше водорода – тем ниже и кислотнее pH, чем меньше водорода – тем выше и щелочней pH . В принципе кислотность – это способность быть донором/акцептором водорода, то есть кислотой/основанием.

Проблема в свою очередь pH – это влияние на конформацию и функцию белков.

«Неубранный» клеточный мисфолдинг – это большая проблема в большинстве нейрологических и метаболических заболеваний.

Цикл Кори снижает проблем лактата и лактоацидоза, но не полностью.

Гликизирование белков

Опять немного забегая вперед, мембранный транспорт глюкозы во всех клетках пассивный. Это значит, что глюкоза может попадать в клетки только когда концентрация глюкозы снаружи больше, чем внутри.

Гликизирование – это ковалентное соединение молекул сахаров с белками и жирами. Важным является то, что это соединение не катализируют ферменты. Присоединение сахаров к белкам зависит от концентрации сахаров и белка. Некоторые белки могут оптимально функционировать только после гликизирования в аппарате Гольджи клеток.

Но в тоже время «свободное» гликизирование (не в аппарате Гольджи, где это строго контролируется и проводится в четкой последовательности) ряда белков приведет к нарушению их функции .

Не зря гликизированный гемоглобин HbA1c один из установившихся признаков диабета, показывающий количество гемоглобина, прореагировавшего с глюкозой за последние примерно 4 месяца (срок жизни эритроцитов).

Вывод можно сделать простой: избыток глюкозы приводит к нарушению функции белков за счет повышенного гликизирования оных .

NADH и дыхательная цепь переноса электронов

Как помните, цепочка окислительно-восстановительных реакций в дыхательной цепи может начаться в комплексе I (NADH) или в комплексе II (FADH2). Тему я ранее освещал в серию из 3 постов: , .

NADH . Примерно 2,5 АТФ; Комплекс I (выкачка протонов). Суперкомплексы из I-III-IV.

FADH2 . Примерно 1,5 АТФ; Комплекс II (нет выкачки протонов). Комплекс II не образует суперкомплексов.

• Глюкоза: NADH/FADH2 – 5:1
• Жирные кислоты: NADH/FADH2 – 2:1 (на примере пальмитата);
• Β-гидроксибутират (BOHB): 8:3 (2,66: 1)
• Ацетоацетат: 7:3 (2:33: 1)

В соотношениях NADH/FADH2 для кетонов и жиров есть пара «если» в цикле Кребса, но в целом картина ясна.

С жирами/кетонами есть 2 противоречащих тенденции:

• Они содержат больше свободной энергии (G), чем углеводы;
• Они расходуются более «медленно» при помощи менее энергоёмкого переносчика электрона и через комплекс, который не выкачивает протоны (меньше вклад в создание АТФ).

Хотя не такое оно и противоречивое. Жиры – топливо, которое мы запасаем в «сытое» время, чтобы в «голодное» могли им пользоваться. Поэтому логично, что жиры содержат больше свободной энергии (G) и при этом «сгорают» в дыхательной цепи с меньшим «сиянием».

Для переноса электронов с I и II комплекса нужен CoQ (коэнзим Q) в окисленной форме. Его нужно восстановить и отправить с электроном на комплекс III.

Чтобы не углубляться в дебри, которые мы разбирали в трех статьях:

• Стимуляция in vitro комплекса I создает Х количество реактивных видов кислорода;
• Стимуляция in vitro комплекса II создает 6Х реактивных видов кислорода;
  1. CoQ находится в восстановленном состоянии;
  2. Что создает обратный поток электронов (Reverse Electron transport) и поток супероксидов в комплекс I;
  3. С последующей обратимой деградацией цистеиновых белков комплекса I;
  4. То есть жиры не только горят «менее ярко» и «дольше», но и не подавляют метаболизм через более быстрый и энергоёмкий комплекс I / NADH;
• Стимуляция in vitro комплексов I и II создаёт 20Х реактивных видов кислорода.

Я не хочу очень много останавливаться на реактивных видах кислорода (ROS), но с ними по доброй традиции разницу яда и лекарства определяет доза, примеры:

• Кето после гипергликемии снизит количество ROS;
• Повышение ROS на кето сигнализирует POMC нейронам гипоталамуса о чувстве сытости;
• Небольшое повышение ROS на кето после умеренной углеводной диеты имеет горметический эффект и запускает ряд восстановительных адаптаций в организме
• Многое другое.

Вывод : гипергликемия опасна огромным количество реактивных видов кислорода и вредом митохондриям.

Коротко и простыми словами: обжорство без меры вредно и может поуничтожать вам митохондрии; сладким проще этого добиться, чем жирным, сладким+жирным еще проще (особенно хорошо для этих целей сладкое дополняют ненасыщенные жиры).

Мембранный транспорт глюкозы

Глюкоза в клетки попадает в основном пассивно через специальные транспортеры (GLUT). Пассивный транспорт означает, что глюкоза может попадать из большей концентрации в меньшую.

Разновидность GLUT определяется как правило функцией клетки. Давайте вспомните хотя бы несколько разновидностей GLUT (ниже картина сознательно неполная для нагладяности).

В итоге мы получаем, что нейроны обладают транспорными белками глюкозы, очень к ней чувствительными.

Эритроциты живут примерно 120 дней, для попадания в миоциты и адипоциты глюкозе нужен инсулин, в печень глюкоза попадает только при высокой концентрации (и у печени есть еще ряд особенностей метаболизма глюкозы (вроде глюкокиназы вместо гексокиназы). У нейронов подобно защиты от глюкозы нет.

Только из анализа GLUT можно сделать два вывода:

• Что глюкоза для мозга очень важна, поэтому мозг так «чуток» к ней;
• Что нейроны крайне подвержены вреду гипергликемии, хотя должны жить вечно.

Для подкрепления 2-го тезиса напомню, что гексокиназа очень быстро фосфорилирует глюкозу при попадании последней клетку. Поэтому как правило снаружи глюкозы всегда больше, чем внутри клетки, что необходимо для пассивного транспорта глюкозы в цитозоль.

GLUT1 в гемато-энцефалическом барьере могут пропускать 100 грамм глюкозы в минуту. GLUT3 в нейронах более аффинитивны глюкозе, и их транспортная «вместимость» еще больше.

Неоспоримая важность глюкозы для мозга приводит нас к следующей подтеме.

Нейроны и глюкоза

Нейроны должны «жить» вечно и исправно передавать электрические сигналы. Нейрогенез на месте «погибшего» нейрона не заменяет «старичка» и его участие в гомологических связях. Смерть нейронов – плохо.

Теперь возьмём предыдущие доводы о вреде гипергликемии (лактоацидоз, псевдогипоксия, вредный избыток ROS) + помножим это на высокоаффинитивный глюкозе GLUT3 и отсутствие значимой фильтации количества поступающей глюкозы на уровне ГЭБ и элементов гликолиза, то возникает вопрос: как нейроны могут защититься от потенциально смертельной гипергликемии?

Ответ: никак.

И есть еще одна особенность нейронов, продиктованная их функцией: они не запасают гликоген. Отчасти это свойство постоянно «работающих» клеток. Допустим, запас гликогена постоянно сокращающихся кардиомиоцитов значительно ниже других миоцитов. И постоянно работающее сердце 80% энергетических потребностей закрывает бета-оксидацией жиров. Другая функциональная особенность – постоянная потребность в энергии и строительных белках. Активность мышц вариабельна, поэтому они запасают гликоген на случай повышения активности.

Давайте вспомним на что может быть расходована глюкоза и переложим это на нейроны:

• гликоген (нейроны не запасают);
• пируват (цикл Кребса, синтез углеродных «строительных блоков);
• пентозо-фостафный путь (синтез нуклеиновых кислот и восстановителя NADPH);

В данном случае мы знаем, что у нейронов подавлена фосфоглюкокиназа, один из ферментов, необходимых для гликолиза . Этот фермент катализирует необратимую (с гидролизом АТФ) реакцию фосфорилирования фруктозы-6-фосфата до фруктозы-1,6-бифосфата. Образование фруктозы-1,6-бифосфата – это committed step на метаболической развилке между пируватом и пентозо-фосфатным путём.

Получаем, что нейроны функционально блокируют образование пирувата из глюкозы, а вместо этого пускают глюкозу через пентозо-фосфатный путь на пуриновый метаболизм и нахождение в восстановленном состоянии .

Это логично сочетается с функцией «вечной» жизни: нуклеиновые кислоты для ремонта и поддержки ДНК и синтеза белков; NADPH, чтобы находится в более восстановленном энергетическом состоянии.

Однако возникает вопрос: Откуда энергия, если глюкоза уходит в основном не на энергию, а на PPP?

Может сложиться верное впечатление, что с «сахарным» вопросом нейронам не справиться без посторонней помощи . И она имеется. У нейронов есть «клетки-няньки» астроциты, которые вполне возобновимы и могут хранить незначительные запасы гликогена.

Лактатный шатл астроцитов и глюкоза

Лактатный шаттл астроцитов – гипотеза, медленно набирающая обороты в научном мире. Суть ее состоит в том, что глюкоза перерабатывается в астоцитах до лактата, астроциты впоследствии в формате cell- to- cell передают лактат нейронам . Это не отменяет того факта, что нейроны могут сами использовать глюкозу. Лактат, напомню, это восстановленный пируват. Он окисляется до пирувата с образованием NADH.

Возвращаясь к транспортным мембранным белкам заметим, что у астроцитов доминирует GLUT1, менее аффинитивный глюкозе, чем GLUT3. В целом это так. Однако, например, омега-3 ненасыщенные жиры усиливают экспрессию GLUT1 белков (потребление глюкозы астроцитами в данном случае) .

Еще один «удар» по GLUT3 наносит глутамат. Нейротрансмиттер, связанный с процессами возбуждения нервной системы. Возбуждение – повышение активности – повышенная энергопотребность. Но глутамат-опосредованное возбуждение снижает аффинитивность глюкозе GLUT3 (нейроны) и повышает аффинитивность глюкозе GLUT1 (астроциты) .

Вот некоторые доводы в пользу лактатной гипотезы:

• Гипотеза позволяет решить текущие противоречия в метаболизме глюкозы нейронами (откуда энергия, если глюкоза на нуклеиновые кислоты и восстановленное состояние);
• In vivo уже сумели продемонстрировать cell-to-cell лактатный шатл;
• Изомер лактат дегидогеназы (LDH-5), который способствует восстановлению пирувата до лактата доминирует в астроцитах, а в нейронах доминирует изомер фермента (LDH-1), который связан в большей степени с утилизацией лактата;
• В плане транспорта лактата у астроцитов активны клеточные белки MCT1/MCT4, с низкой аффинитивностью лактату, но которые могут его транспортировать наружу; у нейронов более выражен изомер MCT2, более аффинитивный лактату и связанный забором его в клетку;
• Противоположные данные (что у астроцитов более аффинитивные лактату клеточные белки) были In vitro и в нефизиологических условиях (температура 20 и 25 градусов), что все вместе могло изменить форму и функцию белков.
• Гипотеза выдерживает особенности работы GLUT1 и GLUT3 в виду внешних факторов и специфики связки астроциты/нейроны

Выводы:

• Глюкоза потребляет глюкозу в основном для синтеза нуклеиновых кислоты и нахождения в восстановленном состоянии;
• Гипотеза лактатного шатла астроцитов логично дополняет наши проблемы в понимании метаболизма глюкозы нейронами

Остающийся вопрос: как это всё противостоит гипергликемии?

Ответ прежний: никак; лактатный шатл лишь позволяет объяснить некоторые противоречия в метаболизме глюкозы.

Глюкоза же после анализа ее метаболизма нейронами приобретает еще большее значение. От нее зависит структурная целостность ДНК нейронов. И в меньшей степени энергопотребление.

По всем анализируемым выше признакам мозг адаптировался чувствовать минимальные значения глюкозы, а организм научился ее синтезировать в ходе глюконеогенеза.

vs Жир

Пора сравнить жиры (кетоны) и глюкозу как источник энергии для мозга. Гемато-энцефалический барьер не пропускает длинноцепочные жировые кислоты, поэтому организм использует кетоны, которые он синтезирует из ацетил-коА при недостатке глюкозы и избытке ацетил-коА. Чего мы добиваемся голоданием или кето-диетой.

Вывод до банальности очевиден, глюкоза – более универсальная молекула. Это и топливо, и строительные блоки для белков и нуклеиновых кислот. Кетоны/жиры – резервное топливо для периода голодания (что мы и имитируем кето).

Выводы о глюкозе

• У глюкозы есть 3 принципиальных пути утилизации:
  • Гликоген (для мозга неактуально);
  • Пируват (цикл Кребс, строительный блок для белков, жиров);
  • Пентозо-фостатный путь (синтез нуклеиновых кислот, нахождение в восстановленном состоянии)
• Глюкоза дает больше АТФ в секунду времени, но переедание глюкозой связано с как минимум тремя потенциально опасными моментами:
  • Лактоацидозом (вследствии необходимости восстанавливать NAD+ при помощи лактата);
  • Гликизированием (и нарушением функции белков);
  • Патологическим количеством ROS при объедании;
• Нейроны адаптировались чувствовать малые количества глюкозы и с гипергликемией им самим не справиться;
• Нейроны не синтезируют гликоген и у них отчасти подавлен синтез пирувата, он используют глюкозу в основном для поддержания целостности ДНК и нахождения в восстановленном состоянии (PPP);
• Лактатный шатл астроцитов снабжает нейроны лактатом (легко окисляемым до пирувата с выделением NADH); лактатный шатл не защищает нейроны от гипергликемии;
• Жиры – более энергоёмкая форма топлива, но из Ацетил-коА невозможно получить строительные блоки для синтеза белков. В жирах больше потенциальной и получаемой энергии, но в минуту времени жиры могут сгенерировать меньше энергии, чем глюкоза.

Глюкоза или как ее еще называют виноградный сахар - это составляющая единица углеводов. Она входит в состав многих продуктов, которые мы употребляем. Помимо этого, глюкоза является неотъемлемой частью состава крови. Именно поэтому она должна поступать в организм в достаточном количестве. Сегодня мы выясним, где содержится глюкоза, и узнаем суточную потребность этого вещества.

Общие сведения о глюкозе

Полезные свойства глюкоза

Данный продукт имеет следующие свойства, полезные для организма.

1. Снабжает организм достаточным количеством энергии. Именно глюкоза повышает работоспособность и увеличивает мозговую деятельность. Следовательно, она необходима для людей, выполняющих тяжелую физическую работу, а также для тех, кому по роду деятельности приходится «работать мозгом».
2. Положительно воздействует на нервную систему. Глюкоза снимает стресс и успокаивает. Именно поэтому многим людям, когда они волнуются, очень хочется съесть что-то сладкое.
3. Улучшает состояние сердечно-сосудистой системы. Она способствует нормальной работе сердца, следовательно, снижает риск развития инфаркта.
4. Выводит из организма вредные вещества, в том числе токсины, поэтому она полезна при разного рода отравлениях.
5. Помогает справиться с простудными заболеваниями.

Суточная потребность человека в глюкозе

У каждого человека своя суточная потребность в глюкозе. Для того чтобы ее узнать, необходимо 2,6 грамма помножить на массу тела (например, 2,6 гр. умножаем на 64 килограмма (ваш предполагаемый вес), получается 166,4 грамма). Такова будет норма употребления данного вещества в день. Однако есть ситуации, когда данную цифру можно немного увеличить, но есть и такие случаи, когда ее нужно снизить.

Увеличить употребление глюкозы можно в том случае, если вам приходится много работать как физически, так и умственно. В данном случае вам следует слушать сигналы своего организма. Если вы стали быстро уставать и чувствуете, что у вас слишком быстро возникает чувство голода после приема пищи, то вам требуется употреблять больше глюкозы. Однако не следует слишком увлекаться этим, чтобы не возникло проблем со здоровьем и лишним весом.

Количество употребляемой глюкозы следует уменьшить, если у вас есть склонность к заболеванию сахарным диабетом (наследственная предрасположенность или повышенное содержание сахара в крови, которое еще не превысило допустимую норму, но уже находится на грани этого). Также норму данного продукта следует уменьшить, если вы ведете «сидячий образ жизни» и это не связано с вашей умственной деятельностью. В противном случае у вас возникнут проблемы с лишним весом. Если же вы будете употреблять меньше глюкозы, чем положено, то организму будет не хватать энергии. Тогда он будет ее брать их жиров, поступающих в организм, а не будет их откладывать в прослойки.

Чтобы правильно составить рацион, следует знать, где содержится глюкоза. Для этого ниже мы приведем для вас список продуктов, в которых она присутствует.

Признаки недостатка глюкозы в организме

Нехватка глюкозы в организме сопровождается следующими признаками.

1. Вялое и безразличное ко всему состояние.
2. Слабость мышц и перебои в работе сердца.
3. Обмороки.

В данном случае необходимо обратиться за помощью к специалисту, а также включить в свой рацион продукты, содержащие глюкозу.

Признаки переизбытка глюкозы в организме

Переизбыток глюкозы в организме внешне может никак не проявляться, может только ухудшиться общее состояние. В данном случае превышение нормы могут показать только анализы. Чтобы это выявить, нужно сдать кровь на содержание сахара. Норма глюкозы составляет 3,5 - 5,5. Превышение ее говорит о серьезном заболевании. В данном случае нудно как можно быстрее посетить эндокринолога.

Продукты и глюкоза

Продукты, содержащие глюкозу

Глюкоза присутствует в следующих продуктах. Мы укажем ее содержание в 100 гр.

1. Сахар - 99,9 гр.
2. Пчелиный мед - 80,3 гр.
3. Мармелад - 79,4 гр.
4. Пряники - 77,7 гр.
5. Сладкая соломка - 69,3 гр.
6. Финики - 69,2 гр.
7. Макароны, приготовленные из муки 1 сорта - 68,4 гр.
8. Перловка - 66,9 гр.
9. Изюм, приготовленный из винограда кишмиш - 65,8 гр.
10. Яблочное повидло - 65 гр.
11. Рис - 62,3 гр.
12. Овсянка - 61,8 гр.
13. Мука пшеничная - 61,8 гр.
14. Кукуруза - 61,4 гр.
15. Гречка - 60,4 гр.

Продукты, снижающие содержание глюкозы в крови

Если вы столкнулись с такой проблемой, как повышенное содержание глюкозы в крови, но оно никак не связано с различными заболеваниями, то вы можете ее снизить, если включите в свой рацион продукты, которые могу это осуществить. Это разные орехи (например, миндаль, грецкие орехи, арахис и т.д.), соевые сыры, некоторые морепродукты (омары, крабы), свежие овощи (помидоры, огурцы, капуста, кабачки и т.д.), зелень (салат, шпинат), оливки, маслины, черная смородина, цитрусовые фрукты, бобовые культуры, мясо, рыба, чай и т.д. Включение их в свой рацион поможет снизить содержание глюкозы до нужного уровня. При этом вам не придется отказываться от продуктов, содержащих глюкозу.

Зная, где содержится глюкоза, а также продукты, которые выводят ее из крови, вы сможете составить правильное меню, не допускающее ее колебаний. Следовательно, вы всегда будете «заряжены» энергией и ваш организм будет работать без сбоев.

Глюкоза – это шестиатомный сахар, который способствует выделению энергии организмом. Она содержится в овощах, фруктах, целлюлозе, крахмале и гликогене животных. Потребность организма в глюкозе зависит от рода деятельности человека, его психоэмоционального состояния и физических нагрузок. Чем больше человеку необходимо энергии для выполнения той или иной работы, тем выше его потребность в глюкозе..

Потребность организма в глюкозе

Для того, чтобы организм мог нормально функционировать, ему необходимо своевременное поступление глюкозы. Однако в случае склонности к диабету и малоподвижном образе жизни потребность в глюкозе снижается. Организм будет получать энергию из жировых запасов организма. Очень быстро глюкоза в организме распадается на воду, углекислый газ и энергию.

Роль глюкозы для организма высока. Она не только поставляет в наш организм энергию, но и обладает дезинтоксикационной функцией. В результате глюкоза применяется как при лечении простудных заболеваний, так и при сильнейших отравлениях токсинами. Попадая в организм, глюкоза вступает в реакции с витаминами А и С, а также водой. Совместно с кислородом она питает эритроциты.

Дефицит глюкозы в организме

Очень много людей любят сладкое, и такое количество отказалось от него. Ведь для большинства людей сладости ассоциируются с лишним весом. Однако строгий отказ от сладостей актуален только для людей, страдающих диабетом. В остальных случаях стоит понимать, что организм нуждается в энергии, которую может дать глюкоза. При недостатке глюкозы в организме человек может стать вялым и апатичным, возникают мышечные слабости. Нарушается обмен веществ и может возникнуть сбой работы сердечной системы.

Люди, страдающие дефицитом глюкозы, подвержены нарушению работы практически всех органов и системы организма. Головные боли, потеря сознания, проблемы с нервной системой и слабость – основные признаки дефицита глюкозы в организме. К этому может привести голодание или очень строгие диеты. Для того, чтобы диабетикам восполнить запасы глюкозы, стоит отдать предпочтение крупам, баранине и картофелю.

Если уровень сахара в крови выше, чем 5,5, обязательно посетите специалиста. Вызвать высокий уровень глюкозы могли сладости, которые были употреблены накануне, или некоторые заболевания. Для того, чтобы исключить риск развития сахарного диабета, обязательно посетите эндокринолога и пересмотрите свой рацион. Помните, что избыток сладостей негативно влияет на здоровье.
Если недостаток глюкозы – это общая слабость и нарушение работы нервной системы, то избыток – ожирение, сахарный диабет и другие эндокринные заболевания. Сухофрукты, мед и сахар – это глюкоза, которая максимально быстро усваивается. В крупах содержится глюкоза, которая требует достаточно длительного времени для усвоения.
Таблица содержания глюкозы в продуктах

В большинстве случаев продукты с большим содержанием глюкозы – это сладости, которые мы так любим. Однако получить глюкозу можно с помощью каш и сухофруктов. При этом обязательно контролируйте количество потребляемых сладостей, чтобы исключить риск развития диабета и ожирения.

Глава о важности глюкозы в нашей жизни из книги “Воля и самоконтроль”.

“Ты, бабушка, сначала напои, накорми дорожного человека, а потом уж и спрашивай”, - пенял в сказке Алексея Толстого Иван Бабе-яге, и был совершенно прав. Когда мы голодны, мозг функционирует в аварийном режиме: ему остро не хватает питания, и выполнять сложные задачи он не способен. Основным топливом для мозга, в отличие от других органов, служит исключительно глюкоза, которую организм добывает из съеденной нами пищи.

Глюкоза - топливо для мозга

И скромными аппетиты мозга не назовешь: хотя его масса составляет около 2% от массы тела, на работу этого органа уходит примерно 20% всех полученных организмом калорий. Хранилищ или запасных складов у мозга нет, поэтому ему необходим постоянный приток глюкозы: для бесперебойной работы наше серое вещество должно ежедневно поглощать около 120 г этого сахара , что эквивалентно 420 ккал (эти цифры особенно рекомендуются к ознакомлению вечно стройнеющим девушкам, стремящимся в азарте похудательной гонки сократить дневной рацион примерно до 0 ккал, а в идеале и вовсе до отрицательных значений).

Глюкоза - универсальный (хотя и не единственный) источник энергии для всего человеческого организма. В результате сложного биохимического процесса под названием “гликолиз” глюкоза расщепляется до более простых молекул, а полученная при этом энергия запасается в форме АТФ - особой клеточной “батарейки”, которая питает все метаболические процессы.

Мозг производит АТФ из глюкозы “по требованию”: если в данный момент энергия нужна, например, зрительной коре, то туда начинает активно поступать сахар, который превращается в энергию на месте. Основная часть (около 60-70%) полученных из глюкозы килокалорий нужна мозгу для того, чтобы проводить нервные импульсы. Кроме того, он постоянно тратит энергию на синтез нейромедиаторов - небольших, но крайне важных молекул, которые управляют всеми аспектами работы мозга и через его посредничество - остального организма, и их рецепторов.

Долгое время считалось, что концентрация глюкозы в разных отделах мозга примерно одинакова. Однако в последние годы были разработаны сверхточные методы, которые позволяют определять содержание этого сахара в отдельных регионах мозга. И оказалось, что наблюдаемая однородность была всего лишь следствием несовершенных измерений. Точно так же Марс веками казался астрономам ровным и гладким, но появились мощные телескопы - и наблюдатели с удивлением выяснили, что его поверхность сплошь покрыта кратерами, горными хребтами, рытвинами и каньонами.

Для решения некоторых задач глюкоза расходуется буквально в режиме реального времени

Более того, отдельные мозговые процессы буквально “высасывают” глюкозу, причем ее содержание падает не в целом по мозгу, а только в зонах, которые ответственны за решение конкретной задачи. Например, у крыс, которые пытались выучить, как расположены проходы в лабиринте, уровень сахара в гиппокампе - области мозга, которая участвует в обработке и хранении пространственной информации, падал на 30% . Чтобы восполнить запас глюкозы, нужно время - и, собственно, глюкоза.

Проверить, что происходит с сахаром в мозгу у людей, пока не получается: новые высокоточные методы, о которых говорилось в предыдущем абзаце, всем хороши, но требуют, чтобы подопытный был представлен в виде срезов тканей.

Зато увидеть, как голодающий мозг вытягивает глюкозу из крови, вполне можно. Например, если заставить добровольцев последовательно вычитать семерки из ста и параллельно брать у них образцы крови. Тест с семерками был придуман в 1942 году и с тех пор активно используется (вместе с некоторыми другими заданиями) докторами, которые подозревают у пациентов деменцию и другие нарушения работы мозга.

Психиатры и неврологи считают, что тест не сложен, но в нем легко ошибиться, если нарушена концентрация внимания. Измерения концентрации глюкозы в крови добровольцев до и после вычитания показывают, что на вроде бы простые арифметические усилия расходуется огромное количество сахара.

Если перед математическим испытанием напоить участников сладкой водой, уровень глюкозы в крови после теста все равно упадет, зато с заданием они справятся куда лучше .

Кажущаяся простота

Количество сахара в мозгу определяет, сможем ли мы противиться искушениям

Читатель наверняка догадался, что все эти разглагольствования про глюкозу неспроста: да, именно ее многие исследователи считают тем самым ресурсом, который истощается, когда мы пытаемся сдерживать свои порывы. Конечно, никто не приравнивает запас глюкозы в определенных зонах мозга к запасу силы воли - это было бы некорректным упрощением. Но сам факт, что во многом именно это вещество определяет, сможем ли мы устоять перед соблазнами, находит все больше подтверждений.

На первый взгляд кажется довольно странным увязывать столь сложный процесс, как самоконтроль, с такой банальной вещью, как сахар. Но если копнуть чуть глубже, это предположение не выглядит таким уж безумным. Глюкоза, без всяких преувеличений, одно из самых важных веществ в нашем организме, и нарушения его метаболизма приводят к тяжелейшим последствиям для всех органов, в том числе и мозга. Несколько упрощая, можно сравнить глюкозу с бензином: сколь бы сложной ни была машина, каким бы мощным ни был ее бортовой компьютер, если в баке нет топлива, никакие из этих наворотов не помогут.

Читатель может резонно возразить, что если бензин есть, то BMW последней модели по всем характеристикам обгонит старенькую “девятку”. Это, безусловно, верно, и мы подробно обсудим “встроенные” механизмы, определяющие силу воли, в следующих главах. Но так же верно и то, что если у BMW проблемы в системе подачи бензина к органам управления автомобилем, то ездить она будет не намного лучше “девятки”.*

В норме организм стремится поддерживать постоянную концентрацию глюкозы в крови - примерно на уровне 4,2– 4,6 ммоль/л. Хотя, как было написано выше, мозг потребляет глюкозу неравномерно, “в среднем по больнице” можно говорить о равновесии между концентрацией этого сахара в целом в крови и в мозгу. Если для выполнения какой-либо особо сложной задачи мозгу нужно больше глюкозы, он черпает ее из общего запаса глюкозы в крови - а значит, концентрация сахара там падает.

Это было подтверждено, например, в описанном выше эксперименте с последовательным вычитанием семерок. Соответственно, если изначально дать организму дополнительную глюкозу, например, влив в него чай с сахаром или другой сладкий напиток, мозг получит больше ресурсов для решения задачи: даже если одолеть ее получится не сразу, доступная глюкоза не закончится. И наоборот, если изначально содержание сахара в крови невелико, мозгу будет не хватать топлива для полноценной работы, и он будет хуже справляться со своими обязанностями.

Можно легко придумать эксперименты, которые подтвердят или опровергнут эти предположения. Например, напоить добровольцев сладкой водой, заставить проходить тест Струпа, а потом сравнить их результаты с результатами тех, кто пытался игнорировать значение цветных букв без глюкозной “подпитки”. Такие опыты проводились неоднократно , и испытуемые, у которых изначальный уровень глюкозы в крови был выше, действительно справлялись с заданием быстрее .

В старые добрые времена, когда этические комитеты не так свирепствовали, исследователи порой баловались совсем уж радикальными опытами. В 1997 году немецкие нейрофизиологи вкололи добровольцам изрядную дозу инсулина, чтобы наверняка спровоцировать у них состояние гипогликемии - значительного понижения уровня сахара в крови. Потом несчастных усадили перед экраном с двумя кнопками и дали указание нажимать на них только тогда, когда на мониторе будут появляться нужные буквы нужного цвета. Причем правую кнопку полагалось жать в ответ на одну букву, скажем, “М”, а левую - когда высвечивалась другая, например, “Т”. Это непросто сделать и в нормальном состоянии, но без сахара процент ошибок и время реакции стали совсем уж неприлично большими .

Вовремя съеденная шоколадка поможет сохранить фигуру

Лабораторные эксперименты, в которых содержание глюкозы в крови четко контролировалось (изучающие самоконтроль исследователи искололи не одну сотню пальцев), подтверждают, что каждое проявление силы воли снижает общую способность к самоконтролю - и уровень глюкозы.

Голодные добровольцы, которых сначала усаживали смотреть на беззвучно открывающую рот тетеньку и при этом не отвлекаться на появляющиеся рядом с ней короткие слова (попробуйте, когда в следующий раз выйдете на улицу, не читать вывески магазинов), а потом, не покормив, заставляли выполнять тест Струпа, справлялись с ним намного хуже сытых товарищей. Тетенька истощала имеющийся ресурс самоконтроля, у голодных испытуемых и без того небольшой, поэтому на второе задание, тоже требующее внимания, сил не оставалось. Для счастливчиков, которым между тетенькой и тестом Струпа перепадал маффин и сладкий апельсиновый сок, разноцветные буковки представляли куда меньшую проблему .

Если заставить сытого человека долго решать какую- нибудь задачу, требующую внимания, рано или поздно он тоже начнет ошибаться, а концентрация глюкозы как в мозгу, так и в крови упадет. Но у голодных этот эффект особенно выражен и наступает быстрее. После того как за обедом вы мужественно отказались от пирожного, за ужином остаться в рамках здорового питания будет куда сложнее. Поэтому худеющие злоупотребляют вредной едой именно во время последнего приема пищи, т. е. как раз тогда, когда лучше бы воздержаться от жирного и сладкого. В дополнение ко всему ближе к ночи организм в принципе хуже усваивает глюкозу, так что бороться с искушением становится почти невозможно .

По той же причине диеты со сверхжесткими ограничениями чаще всего приводят к обратному эффекту: истощив весь запас силы воли в течение дня, вечером человек срывается и сметает все, что есть в холодильнике .

Стремясь как можно быстрее сбросить вес, сторонники жестких диет радикально ограничивают количество калорий, и в итоге мозг худеющих постоянно голодает. А голодному мозгу намного сложнее удержаться от соблазнов, чем сытому.

Для того чтобы действительно похудеть, нужно ограничивать себя не слишком строго. Идея, что, урезав количество калорий до предела, можно максимально быстро добиться результата, хороша в теории. К несчастью, наша биохимия с этим не согласна.

Как понять, сколько глюкозы нужно?

Но экстренно съедать плитку шоколада перед важными переговорами или долгой кропотливой работой вроде написания годового отчета не нужно: повышение уровня глюкозы сверх необходимого мозгу уровня усидчивости не прибавит , а вот лишние килограммы - вполне.

Возникает вопрос: как понять, каков он, этот необходимый уровень? Теоретически каждый может определить его сам для себя, измеряя уровень глюкозы в крови до, после и вовремя эпизодов, требующих самоконтроля. Несколько десятков измерений - и вы будете примерно понимать, о каких цифрах идет речь. Останется совсем мелочь: определить, что и сколько нужно съедать, чтобы поддерживать нужное значение.

Ну и не забывать время от времени делать корректировки на возраст, изменение метаболизма (например, если вы поправились или похудели на 20 кг, все измерения придется проводить заново), гормональный статус и т. д.

Для тех, кто почему-либо не захочет проделать эти нехитрые манипуляции, есть более простой рецепт. Опыты психолога из Университета Миннесоты Кэтлин Вос показали, что люди с истощенным волевым ресурсом намного интенсивнее реагируют на все происходящее вокруг: их эмоциональное восприятие обостряется настолько, что даже боль от ледяной воды кажется гораздо более сильной, чем обычно (боль - это вообще очень субъективная вещь, которая во многом определяется нашим настроем и эмоциями). Утомленный мозг не в силах подавлять собственную реакцию на стимулы, и организм по полной программе реагирует даже на самые незначительные из них.

Если вы вдруг начали плакать, посмотрев грустный фильм, хотя обычно в кинотеатре засыпаете, или готовы расцеловать работника банка, потому что наконец подошла ваша очередь, - насторожитесь. Возможно, вы истощили запас глюкозы и надо срочно восполнить его, чтобы не наделать глупостей.

Как восполнить, вы уже догадались: нужно поесть. Но будьте осторожны: из-за нехватки глюкозы сил контролировать себя почти нет, и очень легко вместо пары печенек съесть пачку. Здесь в полной мере проявляется противный баг нашего мозга: чем сильнее мы стараемся преодолеть соблазн, тем больше истощается запас самоконтроля, а чем больше он истощается, тем сложнее противостоять искушению. Такой вот порочный круг. Чтобы разорвать его, надо… поддаться соблазну! Позволив себе небольшое отступление от правил, вы убережете себя от глобального срыва.

Где содержатся фруктоза и глюкоза, лучше всего знают диабетики, вынужденные четко следить за своей программой питания. Не будет лишней эта информация и для тех, кто заинтересован в создании качественной диеты. В норме глюкоза в наш организм попадает ежедневно, так как содержится в самых разных продуктах. При ее переработке человеческие системы, ткани получают необходимые запасы энергии, поэтому отказ от глюкозы невозможен, но уровень этого соединения нужно держать под контролем, чтобы не столкнуться с неприятностями.

Общая информация

Глюкоза, фруктоза поступают из богатой углеводами пищи. В организме эти соединения кровью разносятся по тканям и клеткам. Особенно много глюкозы в винограде, поэтому нередко его называют сахаром. В несколько меньшей степени, но все же много, находят соединение в других фруктах, ягодах. Зная концентрации, можно спланировать хорошую, полезную, здоровую, полноценную диету.

Без глюкозы существовать человек не сможет, поэтому полностью отказываться от ее источников невозможно. Продукты, где больше всего содержится глюкозы, перечислены ниже:

• сахар;
• сладости;
• пшеничный хлеб;
• виноград;
• дыни, бананы;
• бобы, фасоль;
• капуста;
• морковь.

Особый случай

Список продуктов, где содержится глюкоза, можно смело начинать с картофеля, кукурузы. Отличительная особенность этих продуктов - форма углевода: десятипроцентный крахмал. Именно из него клетки организма и добывают энергию. А вот мед отличается тем, что кроме глюкозы содержит и фруктозу, то есть вдвойне полезен для человеческого организма.

Чтобы поддерживать организм в норме, необходимо ежедневно получать с пищей не менее 50 г углевода. Рекомендуют отдавать предпочтение сложным продуктам питания, чтобы клетки самостоятельно вырабатывали моносахарид. Конечно, гораздо проще употреблять в пищу очищенный сахар, но это негативно сказывается на работе всех систем организма.

Как избавиться от излишков?

Важно не только знать, где содержится много глюкозы (выше уже перечислены основные источники), но и иметь представление о тех компонентах диеты, которые помогают снизить концентрацию этого углевода в кровеносной системе.

Чтобы нормализовать концентрацию сахаров в крови, следует включить в постоянное меню:

• соевый сыр;
• орехи;
• корицу;
• овсянку;
• цитрус;
• имбирный корень.

Полезные компоненты

Положительным влиянием на человеческое здоровье отличаются все разновидности капусты, плоды вишни и авокадо, а также масло, отжимаемое изо льна. Обязательно нужно включать в свой рацион не только те продукты, где содержится глюкоза, но и бобовые, томаты, мясо птицы, рыбу, злаки, благодаря которым корректируется норма углевода. Хорошим дополнением программы питания будут лук, грибы, черника, арбуз, напитки из трав и плодов, собранных самостоятельно (смородина, шиповник, боярышник). Можно готовить фреши на основе груши, малины, картофеля, пить капустный сок и свежий чай - предпочтение отдают зеленому. Полезными в разумных количествах будут сыр, масло.

Диетологи, рассказывая, где содержится глюкоза и какие продукты помогают корректировать ее концентрацию в организме, обращают внимание на свежие овощи. Впрочем, полезны они не только благодаря способности контролировать уровень углевода, но и за счет обилия витаминов.

Где содержится глюкоза: таблица

Список наиболее богатых углеводом продуктов можно увидеть на фото ниже.

Указанные концентрации примерные. Для овощей, фруктов средние показатели вывести сложно, слишком многое зависит от конкретного сорта и условий произрастания растения.

Зачем нам это нужно?

Почему важно употреблять те продукты, где содержится глюкоза, могут достаточно подробно объяснить диетологи. Углевод активно участвует в обменных процессах в организме. Недостаточность проявляется общей слабостью и повышенной утомляемостью, человек ощущает сперва легкое недомогание, постепенно ситуация ухудшается. Глюкоза - универсальный энергетический источник, который в адекватных концентрациях благотворно влияет на деятельность сосудов, сердца, нервной системы, печени.

Большая часть медикаментов из класса заменителей крови, а также призванных бороться с шоковыми состояниями, инфицированием содержат глюкозу в качестве активного компонента. Известно, что она помогает справляться со стрессами, перенапряжением, положительно влияет на самочувствие.

А сколько нужно?

Потребность в глюкозе строго индивидуальна. Многое определяется образом жизни человека, видом его деятельности, а также общим состоянием организма, психики. Так, если человек ведет активную жизнь, сталкивается с постоянными нагрузками, это приводит к существенному расходу глюкозы - основного источника энергии. Для поддержания здоровья нужно потреблять достаточно много углеводов. При малоактивном образе и наличии ряда патологий придется воздерживаться от обилия таких продуктов, разрешая себе лишь ограниченный объем и контролируя качество крови с установленной регулярностью.

Это любопытно

Впервые глюкозу открыли в начале позапрошлого столетия, честь быть первым принадлежит английскому химику Уильяму Прауту. Обнаруженный углевод вызвал интерес научного сообщества, было поставлено немало экспериментов, показавших, что именно из него в организме добывается энергия. Кроме растительного крахмала глюкозой богат гликоген мышечных тканей.

Чтобы высчитать точно, сколько в день глюкозы должно поступать в организм, можно обратиться к диетологу. Для расчета учитывают вес человека: например, для 75 кг в среднем нужно 190 г глюкозы, из которых две трети расходуются мозгом. Если наблюдаются проблемы с работой желудка или кишечника, концентрацию глюкозы в пище рекомендуют повысить, так как ее усвояемость ухудшается. Корректировка требуется, если есть основания для причисления к группе риска по диабету.

Глюкоза: особенности влияния на организм

Известно, что этот углевод стимулирует иммунитет, поэтому употребление содержащих его продуктов помогает в реабилитационном периоде после различных патологий. Одновременно с этим компонент обеззараживает, поскольку инициирует функционирование печени. Глюкоза борется с депрессиями, так как помогает производить эндорфин. Ученые обнаружили, что под влиянием углевода активизируется деятельность элементов кровеносной системы, а вместе с этим контролируется аппетит.

В крови количество глюкозы регулируется гормоном инсулином, производимым поджелудочной железой. Под влиянием этого соединения происходит быстрое всасывание углевода. При нарушении выработки инсулина наблюдаются проблемы с усвояемостью, опасные для жизни больного. Для их купирования необходимо регулярное введение синтетического гормонального заменителя.

Глюкоза, продукты и польза: что выбрать?

Список содержащих углевод ингредиентов, подходящих для приготовления пищи, достаточно широкий. Не все из них в равной степени полезны. Как говорят врачи, предпочтение по возможности нужно отдавать меду. Это природный антибиотик, который одновременно богат фруктозой, глюкозой. Правда, нужно быть осторожным: переизбыток меда в организме может привести к неприятным реакциям. Также необходимо перед употреблением проверить, нет ли аллергии: именно на мед она развивается достаточно часто, особенно у маленьких детей.

Аккуратность - залог здоровья

Переизбыток моносахарида провоцирует набор лишнего веса, проблемы с обменом веществ и ухудшение общего состояния организма. Чтобы не сталкиваться с такими итогами, нужно четко контролировать объемы поступающей в пищу глюкозы. Если анализы показывают повышенную концентрацию этого соединения, нужно задуматься о введении специальных продуктов, снижающих показатель - выше дан перечень.