Натощак уровень глюкозы в крови составляет 1 г/л (3,9–6,2 ммоль/л)). При содержании сахара (глюкозы) в крови выше 6,7 ммоль/л (1,2 г/л) говорят о гипергликемии, ниже 2,2 ммоль/л – о гипогликемии. Уже в первые минуты после еды повышается уровень глюкозы в крови, через определенное время достигается гликемический пик, в ответ на резкое увеличение ее содержания в крови. Это эндокринная часть поджелудочной железы начинает вырабатывать гормон инсулин, который способствует использованию глюкозы, тем самым уровень ее в крови уменьшается, после чего возвращается к норме (1 г/л). Мы рассмотрим регуляцию уровня сахара в крови в разделе эндокринные железы (см. с. 256).

Рис. 43А. Сахарная кривая здорового человека

Рис. 43Б. Гликемический индекс

В 70-е гг. XX в. Крапо и Женкинс в США и Канаде показали, что влияние углеводов на организм можно оценить по гликемическому индексу (ГИ). Гликемический индекс (ГИ) определяется площадью треугольника сахарной кривой после потребления конкретного продукта, содержащего углеводы (рис. 43). ГИ чистой глюкозы составляет 100.

В зависимости от ГИ различают «хорошие» углеводы, которые не повышают значительно уровень сахара в крови (зеленые овощи, помидоры, баклажаны, чеснок, лук, молочные продукты, цельные злаки, необработанный рис, овощи, многие фрукты, капуста, брокколи, чечевица, сухая фасоль и др.), и «плохие» углеводы, которые быстро и резко увеличивают содержание сахара в крови (сахар, мед, картофель, сладости, варенье, джемы, изделия из белой рафинированной муки, картофель, сладкие напитки, пиво и др.). ГИ первых ниже 50, ГИ вторых выше.

Потребление «плохих» углеводов приводит к выделению большого количества инсулина и постепенному нарушению функции эндокринной части поджелудочной железы, что может привести к развитию диабета второго типа. Потребление углеводов с низким ГИ (ниже 50) снижает уровень холестерина в крови и риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний у мужчин на 7–10 % и у женщин на 25–30 %.

Глюкоза является важным источником энергии, который используется экстренно или откладывается в печени и мышцах. Избыточная неиспользованная глюкоза в составе углеводов с высоким ГИ превращается в жир.

Необходимыми компонентами пищи являются не только собственно питательные вещества, но и балластные вещества (пищевые волокна) клетчатка, пектины, гемицеллюлоза, лигнин, кутин, воск. Клетчатка (целлюлоза) представляет собой сложный углевод (полисахарид), являющийся главной составной частью клеточных стенок растительных клеток. Пектины (от греч. pektos – «свернувшийся, замерзший») также полисахариды, которые содержатся во всех наземных растениях, особенно много их в плодах, а также в некоторых водорослях. Балластные вещества не перевариваются в кишечнике человека. Они связывают воду, набухают (так, например, 100 г отрубей связывает 400–500 мл воды), стимулируют пищеварение, способствуют выведению из организма многих токсических веществ. Пищевые волокна, попадая в желудочно-кишечный тракт, стимулируют ее двигательную активность кишечника, ускоряют всасывание веществ в тонкой кишке, нормализуют внутрикишечное давление, увеличивают массу кала.

Балластные вещества (особенно пектины) нормализуют обмен холестерина, замедляют процесс старения. Увеличение их количества в составе пищи приводит к снижению уровня холестерина в крови.

Пищевые волокна обладают антитоксическим действием. Они снижают содержание глюкозы в крови и, что не менее важно, снижают уровень гормона инсулина, пищевые волокна – эффективное средство для профилактики и лечения ожирения, нарушений жирового и углеводного обмена, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, злокачественных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Отруби, особенно овсяные, способствуют выведению из крови ЛПНП и ЛПОНП, не влияя на уровень ЛПВП.

Пектины усиливают двигательную активность желудочно-кишечного тракта, улучшают пищеварение и всасывание, оказывают защитное действие благодаря способности связывать токсины, ионы тяжелых металлов (например, лития, алюминия, свинца, циркония и др.) радионуклиды и, что не менее важно, холестерин, тем самым пектины оказывают противоатеросклеротическое действие. При этом пектины совершенно безвредны. Особенно богаты пектинами яблоки, свекловичные, цитрусовые, некоторые водоросли. Следует подчеркнуть, что витамин С улучшает связывание пектинами ионов тяжелых металлов, токсинов, холестерина.

Потребность в пищевых волокнах взрослого человека, который не занят тяжелым физическим трудом, составляет 25 г/сут. Один грамм пищевых волокон содержится в 60 г цельного хлеба, 300 г хлеба из муки высшего сорта, 10 г пшеничных или 24 г кукурузных отрубей, 85 г овсяных хлопьев, 250 г теста из муки высших сортов, 350 г фруктов, 50 г орехов, 70–120 г лиственных овощей, 120–180 г бобовых, 125 г картофеля.

Молекулы, в которых присутствуют непарные электроны, называют свободными радикалами. Это весьма реактивные, заряженные электрически фрагменты молекул, которые либо отбирают электроны от других молекул, либо присоединяются к другим молекулам, что приводит к разрушению биологических мембран, к хромосомным нарушениям, мутациям и гибели клеток.

Причиной возникновения очень многих заболеваний являются свободные радикалы. Это сердечно-сосудистые (в том числе атеросклероз) и злокачественные заболевания, сексуальные расстройства у мужчин, снижение иммунитета. Свободные радикалы являются и важнейшей причиной преждевременного старения.

Человек обладает механизмами обезвреживания свободных радикалов. Им противостоят естественные мощные антиоксиданты, контролирующие возникновение свободных радикалов и защищающие от них клетки и, в первую очередь, генетический аппарат молекулу ДНК. С возрастом эти естественные механизмы ослабевают, а нередко ломаются. И тогда на помощь приходят антиоксиданты вещества, способные нейтрализовать свободные радикалы. Антиоксиданты разрушают свободные радикалы. Наиболее известные антиоксиданты – витамины С (аскорбиновая кислота), Е (токоферол), бета-каротин и селен. Они способны снизить вероятность развития ряда серьезных заболеваний у человека (злокачественные опухоли, атеросклероз и его последствия, сексуальные нарушения и др.), а также предотвратить преждевременное старение и замедлить процесс естественного старения.

В 1880 г. русский врач Н.И. Лунин предположил, что «в молоке помимо казеина, жира, молочного сахара и солей содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания». В 1912 г. биохимик Казимир Функ выделил из отрубей риса высокоактивное вещество, которое излечивало больных полиневритом голубей, и высказал мысль о том, что этот препарат и другие ему подобные «являются жизненно необходимыми аминами» и назвал их витаминами (от лат. vita – «жизнь»). Витамины регулируют обмен веществ (в том числе кальция и фосфора) и энергии, клеточное дыхание, окислительно-восстановительные реакции, участвуют в синтезе гормонов, нуклеиновых кислот, свертываемости крови.