מהו חילוף חומרים של פחמימות בגוף?

לפחמימות תפקיד חשוב בתזונה נכונה ובפיזור איזון התזונה. אנשים שאכפת להם מהבריאות שלהם יודעים שפחמימות מורכבות עדיפות על פני פשוטות. וכי עדיף לאכול מזון לעיכול ואנרגיה ארוכים יותר במהלך היום. אבל למה זה כך? מה ההבדל בין תהליכי הטמעה של פחמימות איטיות ומהירות? מדוע כדאי לאכול ממתקים רק כדי לסגור את חלון החלבון, בעוד שדבש עדיף לאכול אך ורק בלילה? כדי לענות על שאלות אלה, נבחן בפירוט את חילוף החומרים של הפחמימות בגוף האדם.

לשם מה פחמימות?

בנוסף לשמירה על משקל אופטימלי, פחמימות בגוף האדם מבצעות חזית ענקית של העבודה, כישלון שבו טומן בחובו לא רק השמנת יתר, אלא גם שלל בעיות אחרות.

המשימות העיקריות של הפחמימות הן לבצע את הפונקציות הבאות:

1. אנרגיה - כ- 70% מהקלוריות הן פחמימות. על מנת שתהליך החמצון של 1 גרם פחמימות יתקיים, הגוף זקוק ל 4.1 קק"ל אנרגיה.
2. בניה - לקחת חלק בבניית רכיבים סלולריים.
3. שמורה - צרו מחסן בשרירים ובכבד בצורה של גליקוגן.
4. רגולציה - ישנם הורמונים שהם גליקופרוטאינים באופיים. לדוגמא, הורמונים של בלוטת התריס ובלוטת יותרת המוח - חלק מבני אחד של חומרים כאלה הוא חלבון, והשני הוא פחמימה.
5. מגן - הטרופוליסכרידים לוקחים חלק בסינתזה של ריר, המכסה את הריריות של דרכי הנשימה, אברי העיכול ודרכי השתן.
6. קח חלק בזיהוי תאים.
7. הם חלק מקרומי אריתרוציטים.
8. הם אחד מווסת קרישת הדם, מכיוון שהם חלק מפרוטרומבין ופיברינוגן, הפרין (מקור - ספר לימוד "כימיה ביולוגית", סוורין).

מבחינתנו, המקורות העיקריים לפחמימות הם אותם מולקולות שאנו מקבלים מהמזון: עמילן, סוכרוז ולקטוז.

@ יבגניה
adobe.stock.com

שלבי פירוק הסכרידים

לפני שנבחן את התכונות של תגובות ביוכימיות בגוף ואת ההשפעה של חילוף החומרים בפחמימות על ביצועי אתלטיקה, הבה נבחן את תהליך פירוק הסוכרידים עם הפיכתם הנוספת לגליקוגן עד כדי כך שהאתלטים כורים כל כך נואשות ומושקעים בהכנה לתחרויות.

שלב 1 - פיצול מראש עם רוק

בניגוד לחלבונים ושומנים, פחמימות מתחילות להתפרק כמעט מיד לאחר שנכנסות לחלל הפה. העובדה היא שרוב המוצרים הנכנסים לגוף מכילים פחמימות עמילניות מורכבות, אשר בהשפעת רוק, כלומר האנזים עמילאז, המהווה חלק מהרכבו, וגורם מכני מפורק לסכרידים פשוטים.

שלב 2 - השפעת חומצת הקיבה על פירוק נוסף

זה המקום בו חומצת הקיבה נכנסת לשחק. הוא מפרק סכרידים מורכבים שאינם מושפעים מרוק. בפרט, תחת פעולת אנזימים, לקטוז מתפרק לגלקטוז, אשר הופך לאחר מכן לגלוקוז.

שלב 3 - ספיגת גלוקוז לדם

בשלב זה כמעט כל הגלוקוז המהיר המותסס נספג ישירות בזרם הדם ועוקף את תהליכי התסיסה בכבד. רמת האנרגיה עולה בחדות והדם נהיה רווי יותר.

שלב 4 - שובע ותגובת אינסולין

בהשפעת הגלוקוז הדם מתעבה, מה שמקשה על העברת חמצן והובלתו. גלוקוז מחליף חמצן הגורם לתגובת מגן - ירידה בכמות הפחמימות בדם.

אינסולין וגלוקגון מהלבלב נכנסים לפלזמה.

הראשון פותח את תאי התחבורה לתנועת סוכר בהם, המשקם את מאזן החומרים האבוד. גלוקגון, מצדו, מפחית את סינתזת הגלוקוז מהגליקוגן (צריכת מקורות אנרגיה פנימיים), ואינסולין "חור" את התאים העיקריים בגוף ומכניס שם את הגלוקוז בצורה של גליקוגן או ליפידים.

שלב 5 - חילוף חומרים של פחמימות בכבד

בדרך לעיכול מלא, פחמימות מתנגשות במגן הראשי של הגוף - תאי כבד. בתאים אלה פחמימות בהשפעת חומצות מיוחדות נקשרות לשרשראות הפשוטות ביותר - גליקוגן.

שלב 6 - גליקוגן או שומן

הכבד מסוגל לעבד רק כמות מסוימת של חד סוכרים בדם. עליות רמות האינסולין גורמות לה לעשות זאת תוך זמן קצר. אם לכבד אין זמן להמיר גלוקוז בגליקוגן, מתרחשת תגובת שומנים בדם: כל הגלוקוז החופשי הופך לשומנים פשוטים על ידי קישורו לחומצות. הגוף עושה זאת על מנת להשאיר אספקה, אולם לנוכח התזונה המתמדת שלנו, הוא "שוכח" לעכל, ושרשראות הגלוקוז, שהופכות לרקמת שומן פלסטית, מועברות מתחת לעור.

שלב 7 - מחשוף משני

אם הכבד התמודד עם עומס הסוכר והצליח להמיר את כל הפחמימות לגליקוגן, האחרון, בהשפעת הורמון האינסולין, מצליח לאחסן בשרירים. יתר על כן, בתנאים של מחסור בחמצן, הוא מתחלק חזרה לגלוקוז הפשוט ביותר, לא חוזר לזרם הדם הכללי, אלא נשאר בשרירים. לפיכך, עוקף את הכבד, הגליקוגן מספק אנרגיה להתכווצויות שרירים ספציפיות, תוך הגברת הסיבולת (מקור - "ויקיפדיה").

תהליך זה נקרא לרוב "רוח שנייה". כאשר לספורטאי יש מאגרים גדולים של גליקוגן ושומנים קרביים פשוטים, הם יומרו לאנרגיה טהורה רק בהיעדר חמצן. בתורם, האלכוהולים הכלולים בחומצות שומן מעוררים הרחבת כלי דם נוספים, מה שיוביל לרגישות טובה יותר לתאים לחמצן בתנאי מחסור.

חשוב להבין מדוע פחמימות מתחלקות לפשוטות ומורכבות. הכל על האינדקס הגליקמי שלהם, שקובע את קצב ההתמוטטות. זה, בתורו, מפעיל את ויסות חילוף החומרים בפחמימות. ככל שפחמימה פשוטה יותר, כך היא מגיעה מהר יותר לכבד וכך הסיכוי שהיא הופכת לשומן.

טבלה משוערת של האינדקס הגליקמי עם ההרכב הכולל של הפחמימות במוצר:

עם זאת, גם מזונות עם אינדקס גליקמי גבוה אינם מסוגלים לשבש את חילוף החומרים ואת תפקודם של הפחמימות באופן שעושה העומס הגליקמי. זה קובע עד כמה הכבד עמוס בגלוקוז כשצורכים מוצר זה. עם הגעה לסף מסוים של GN (בערך 80-100), כל הקלוריות העולות על הנורמה יומרו אוטומטית לטריגליצרידים.

טבלה משוערת של עומס גליקמי עם סך הקלוריות:

תגובת אינסולין וגלוקגון

בתהליך צריכת פחמימות כלשהן, בין אם זה סוכר או עמילן מורכב, הגוף מפעיל שתי תגובות בבת אחת, שעוצמתן תלויה בגורמים שנחשבו קודם לכן, ובראשונה בשחרור האינסולין.

חשוב להבין כי אינסולין משתחרר תמיד לדם בפולסים. המשמעות היא שפשטידה מתוקה אחת מסוכנת לגוף כמו 5 פשטידות מתוקות. אינסולין מווסת את צפיפות הדם. זה הכרחי כדי שכל התאים יקבלו מספיק אנרגיה מבלי לעבוד במצב היפר או היפו. אך חשוב מכל, מהירות תנועתו, העומס על שריר הלב והיכולת להעביר חמצן תלויים בצפיפות הדם.

נחשול אינסולין הוא תגובה טבעית. אינסולין יוצר חורים בכל התאים בגוף המסוגלים לקבל אנרגיה נוספת, ונועל אותה בתוכם. אם הכבד התמודד עם העומס, הגליקוגן ממוקם בתאים, אם הכבד נכשל, אז חומצות שומן נכנסות לאותם תאים.

לפיכך, ויסות חילוף החומרים בפחמימות מתרחש אך ורק באמצעות שחרור אינסולין. אם זה לא מספיק (לא כרוני, אלא חד פעמי), לאדם יכול להיות הנגאובר סוכר - מצב בו הגוף דורש נוזלים נוספים להגדלת נפח הדם ולדלילו בכל האמצעים הקיימים.

הגורם החשוב השני בשלב זה של חילוף החומרים בפחמימות הוא גלוקגון. הורמון זה קובע אם הכבד צריך לעבוד ממקורות פנימיים או ממקורות חיצוניים.

בהשפעת גלוקגון, הכבד משחרר גליקוגן מוכן (לא מתפרק), שהושג מתאים פנימיים, ומתחיל לאסוף גליקוגן חדש מגלוקוז.

זהו הגליקוגן הפנימי המפיץ תחילה את האינסולין בכל התאים (מקור - ספר הלימוד "ביוכימיה ספורטיבית", מיכאילוב).

חלוקת אנרגיה לאחר מכן

החלוקה העוקבת של אנרגיית הפחמימות מתרחשת בהתאם לסוג החוקה ולכושר הגוף:

1. באדם לא מאומן עם חילוף חומרים איטי. כאשר רמות הגלוקגון יורדות, תאי הגליקוגן חוזרים לכבד, שם הם מעובדים לטריגליצרידים.
2. האתלט. תאי גליקוגן בהשפעת אינסולין נעולים בצורה מסיבית בשרירים, ומספקים אנרגיה לתרגיל הבא.
3. לא אתלט עם חילוף חומרים מהיר. הגליקוגן חוזר לכבד, מועבר חזרה לרמת הגלוקוז, ולאחר מכן הוא מרווה את הדם לרמה גבולית. בכך הוא מעורר מצב של דלדול, שכן למרות היצע מספק של משאבי אנרגיה, אין לתאים את כמות החמצן המתאימה.

תוֹצָאָה

חילוף חומרים אנרגטי הוא תהליך בו מעורבים פחמימות. חשוב להבין שגם בהיעדר סוכרים ישירים, הגוף עדיין יפרק רקמות לגלוקוז הפשוט ביותר, מה שיוביל לירידה ברקמת השריר או בשומן בגוף (תלוי בסוג המצב הלחץ).

צפו בסרטון: מהפכת הגלוקוז - הוצאת פוקוס (נוֹבֶמבֶּר 2024).