Питание мышц

Глюкоза знакомая и незнакомая

Что мы знаем о глюкозе? Казалось бы, уже все, что можно было узнать, давно уже узнано и используется. Однако жизнь показывает, что это не так. Мы постоянно узнаем что-то новое, неизвестное ранее, что-то уточняем и корректируем. Ведь наука не стоит на месте.

Все мы знаем о том, что глюкоза — основной энергетический субстрат организма. Хоть и содержит она калорий вдвое меньше чем жиры, но окисляется намного быстрее и легче, чем любые другие вещества, способные поставлять организму энергию.

Все углеводы всасываются в кишечнике. Существует так называемый, «гликемический индекс», который позволяет нам сравнить скорость всасывания отдельных углеводов. Если принять скорость всасывания глюкозы за 100, то, соответственно, величина для галактозы будет 110, для фруктозы 43, маннозы — 19, пентозы 9-15. Все моносахариды, попадая в клетки слизистой оболочки кишечника фосфорилируются, т. е. образуют фосфорные сложные эфиры. Только в таком виде углеводы могут включиться в энергетический обмен. Фосфорилирование происходит при участии специальных ферментов, которые активизируются инсулином. Все бы хорошо, но вот беда: во время тяжелой физической работы, во время прохождения соревновательной дистанции или длительной круговой тренировки на выносливость выброс в кровь инсулина постоянно снижается, иначе он будет тормозить распад гликогена, жировых и белковых запасов до глюкозы. Однако глюкоза, выбрасываемая в кровь, плохо утилизируется мышцами из-за недостатка инсулина, ведь она не может фосфорилироваться. Возникает замкнутый порочный круг, каких немало в организме: чтобы насытить кровь работающего организма глюкозой необходимо избавиться от избытка инсулина, а чтобы использовать полученную таким образом глюкозу организму не хватает инсулина, чтобы ее фосфорилировать. Получается ни то, ни се. Организм секретирует инсулин, но чуть-чуть, чтобы хватило и вашим и нашим, чтобы распадался гликоген и в то же время, чтобы глюкоза хоть как-то усваивалась работающими мышцами. Где же выход? Он оказался до чрезвычайности прост: необходимо синтезировать фосфорилированные углеводы, углеводы с уже присоединенными фосфорными остатками. Тогда и волки будут сыты и овцы целы. Организм может хоть совсем прекратить выработку инсулина.

Фосфорилированные углеводы моментально всасываются в кишечнике, никто не берется даже подсчитать их гликемический индекс, и моментально включаются в обмен. Фосфорилированные углеводы это новая веха в спортивном питании на дистанции и во время тренировок. Их прием позволяет проводить тренировки с невиданной доселе эффективностью и организовать питание на дистанции, например, стайеров так, что все спортивные достижения резко улучшатся. Фосфорилированные углеводы — это отличное средство для карбогидратной загрузки, для посттренировочной загрузки углеводами. Их применение позволяет значительно повысить устойчивость организма к гипоксии (недостатку кислорода в тканях) и значительно ускорить посттренировочное восстановление. Интересно то, что, будучи принятыми, внутрь, фосфорилированные углеводы резко увеличивают гликемический индекс обычных, нефосфорилированных углеводов. Это происходит потому, что сахара всасываются в кишечнике по концентрационному градиенту. Фосфорилированные углеводы быстро включаются в энергетический обмен, и в клетках кишечника концентрацивя свободных моносахаридов становится, намного меньше, чем в просвете кишечника. Отсюда и ускорение всасывания.

В развитых странах такие препараты выпускаются уже много лет. Так, например, препарат «фруктэргил» представляет из себя не что иное, как фруктозо-1,6-дифосфат-фосфорилированный углевод, которые моментально включается в обмен с выходом большого количества энергии. Выпускается глюкозо-1-фосфат, глюкозо-6-фосфат и т. д.

Все эти препараты выпускаются под разными коммерческими названиями и очень широко используются как в спорте, так и в повседневной жизни для скорейшего снятия утомления. Большинство из этих препаратов синтезировано и используется для лечения и профилактики утомления во Франции и Италии. Постепенно создается новая индустрия, индустрия лекарств для здорового человека, где грань между лекарством и пищей незаметна и порой бывает трудно отличить одно от другого.

Советскими [1] учеными Чаплыгиной и Басковичем был создан оригинальный отечественный препарат «гексозофосфат». Гексозофосфат состоял из смеси глюкозо-1-фосфата, глюкозо-6-фосфата, фруктозо-6-фосфата и фруктозо-1,6-дифосфата. Препарат был с большим успехом апробирован, но в серийное производство почему-то не пошел. Почему так случилось, сейчас остается только гадать. Все мы знаем, как важен для продолжительной мышечной работы постоянный стабильный уровень сахара в крови. Не все, однако, знают, что мышцы использовать в своей работе сахар не могут (!). Они захватывают из кровотока глюкозу с одной единственной целью, пополнить запасы гликогена. Мышцы непосредственно расщепляют гликоген для совершения физической работы и вновь синтезируют его из глюкозы и частично из пировиноградной и молочной кислоты. Чем выше спортивная квалификация атлета, тем выше его способность синтезировать гликоген из молочной кислоты (в которую, в конечном итоге превращается пировиноградная кислота).

Сахар (глюкоза) компонент внутренний среды, как позвоночных, так и беспозвоночных. Наиболее постоянен уровень сахара в крови натощак у человека и высших позвоночных животных. Напомним, что кровь человека содержит 70-120 мг% [2] сахара. Птицы отличаются очень высоким уровнем сахара крови (150–200 мг%), что обусловлено их очень высоким метаболизмом. Но самым высоким содержанием сахара в организме отличаются пчелы (до 3000 (!) мг%). Не зря они приносят нам мед. Такого содержания в организме сахара (глюкоза+фруктоза) нет более ни у одного живого существа.

В последние годы был обнаружен очень интересный феномен. Оказалось, что включение глюкозы во внутриклеточный обмен прямо пропорционально скорости ее проникновения внутрь клетки. Все факторы, ускоряющие транспорт глюкозы (фосфорилирование и др.) будут приводить к ускорению углеводного метаболизма.

Интенсивная аэробная нагрузка, приводящая к развитию выраженного энергетического дефицита в мозге, мышцах, сердце, печени и др. работающих органах может в 2–2,5 раза ускорить как скорость проникновения глюкозы внутрь клетки, так и ее включение в обмен.

С жировой тканью ситуация совершенно иная. В условиях больших аэробных нагрузок проникновение глюкозы в жировые клетки начисто тормозится. Если учесть, что 90 % жира синтезируется из углеводов (глюкозы), можно понять, почему все бегуны на длинные дистанции такие тощие-претощие.

Пробовали выяснить, что больше влияет на включение глюкозы в метаболизм: скорость транспорта или фосфорилирование? Для этого ткани насыщались большими концентрациями глюкозы (400–500 мг%) и, в конце концов, торжественно объявили, что лимитирующим фактором является все-таки фосфорилирование. При дальнейшем нарастании концентрации глюкозы только от фосфорилирования зависела скорость ее включения в обмен. Вот мы опять вернулись к фосфорилированным углеводам. И видит око, да зуб неймет.

В каких органах самая высокая скорость транспорта глюкозы? В эритроцитах и в печени она на порядок (!) выше, чем в других тканях и здесь эта скорость определяется фосфорилированием.

Все мы знаем, что животные жиры вредны, а растительные полезны. Хотя злые языки давно уже поговаривают о том, что свободнорадикальное окисление растительных жиров намного сильнее, чем животных (акад. Дильман В.М и др.). Но кто бы мог подумать, что растительные жиры принимают самое активное участие в переносе углеводов через клеточные мембраны. Что зависит от скорости такого переноса, мы уже знаем. Оказывается, самое обычное увеличение в рационе дозы растительных масел значительно активизирует инсулин и изменяет жидкостные свойства клеточных мембран, делая их более проницательными для глюкозы (Mukherjec L.P. etal 1980 г.).