Angliavandeniai, kartu su baltymais, lipidais ir nukleorūgštimis, įeina į gyvų organizmų sudėtį, nulemia jų struktūros specifiškumą ir funkcionavimą. Angliavandeniai yra labai svarbi gyvųjų organizmų sudėtinė dalis ir sudaro pagrindinę organinių junginių masės dalį žemėje. Biosferoje jų yra daugiau negu visų kitų organinių medžiagų.

Kasmet, fotosintezės proceso metu, susidaro milžiniški kiekiai angliavandenių. Sausoje augalų masėje angliavandeniai sudaro apie 80-90 %, o apie 2 % - sausos gyvūnų masės. Angliavandeniai dalyvauja daugelyje metabolinių procesų, bet visų pirmiausiai jie yra pagrindinė maisto medžiaga ir pagrindinis energijos tiekėjas.

Apytikriai imant dienos raciono suvartojamo maisto masę, tai angliavandeniams iš jos tenka apie 75 %, o paros reikiamų kalorijų kiekiui - daugiau nei 50 %. Bet kaip ten bebūtų, vienareikšmiškai nėra teisinga angliavandenių funkcijoms priskirti tik energetinį organizmo gyvybinių procesų palaikymą. Reikia pažymėti ir struktūrinį angliavandenių vaidmenį.

Biocheminės Angliavandenių Funkcijos

Biocheminės arba kitaip biologinės angliavandenių funkcijos (reikšmė):

• Energijos šaltinis - angliavandeniai yra greičiausiai naudojamas organizmų energijos šaltinis (pvz., gliukozės visada yra gyvūnų kraujyje). Oksiduojantis gliukozei (žinoma ir kitiems angliavandeniams) išsiskyrusi energija naudojama ATP sintezei, o ji, savo ruožtu, yra pagrindinė ląstelės energijos „valiuta”.
• Atsarginė (rezervinė) maisto medžiaga - kai kurie angliavandeniai ląstelėse yra kaupiami kaip energijos atsargos, t.y. atlieka rezervinę funkciją, pvz., augalų ląstelės kaupia krakmolą, o gyvūnų ir grybų ląstelės kaupia glikogeną.
• Struktūrinis elementas - ląstelių ir jų organoidų membranų ir neląstelinių struktūrų sudėtinė dalis, t.y. gali būti naudojama kaip statybinė medžiaga ir atlikti struktūrinę funkciją, pvz., įeina į bakterijų ar tvirtos augalų ląstelių sienelių sudėtį (tvirtos augalų sienelės sudarytos iš celiuliozės); išorinis vėžiagyvių apvalkalas (skeletas) turi chitino.
• Reguliacinė funkcija - įeina į nukleorūgščių, antibiotikų sudėtį; iš jų sintetinamas aminorūgščių anglies karkasas; reikalingi kai kurių baltymų, fermentų, kofermento A ir kitų biologiškai aktyvių junginių biosintezei.
• Angliavandeniai, susijungę su baltymais ar lipidais, pvz., glikoproteinai, proteoglikanai ir glikolipidai, yra svarbūs sudarant tarpląstelinius ryšius, užląstelinį užpildą; ląstelių atpažinimo; recepsijos procesams; prisijungiant virusus, antikūnus. Pvz., jei antikūnai (glikoproteinas) netektų savo angliavandenės dalies, tai negalėtų susijungti su antigenu, tai tuo metu žmogaus organizmas nebūtų saugomas nuo infekcijos.
• Katalizinė funkcija - angliavandeniai aktyvina fermentus, t.y., kai kurie fermentai yra glikoproteinai ir be angliavandeninės dalies tokie fermentai netenka aktyvumo, yra neaktyvūs.
• Hormoninė funkcija - padeda reguliuoti medžiagų apykaitą, t.y.

Taigi, angliavandeniai nors ir netiesiogiai (pvz., būdami biologiškai aktyvių baltymų sudėtyje), bet pasižymi pakankamai plačiomis funkcijomis. Metabolizmo proceso metu iš angliavandenių susidaro nemažas kiekis organinių medžiagų, kurios yra panaudojamos lipidų, aminorūgščių, nukleotidų sintezės metu kaip pradinis substratas. Dariniai iš angliavandenių (gliukuronidai) dalyvauja detoksikuojant ksenobiotikus ir inaktyvuojant endogeninės kilmės medžiagas.

Angliavandeniai organizme gali būti sintetinami naudojant kitus metabolitus: kai kurias aminorūgštis, gliceriną, pieno rūgštį. Angliavandenius negalima laikyti nepakeičiamaisiais maisto komponentais, bet, jei juos pašalinti iš mitybos raciono, tai kaip pasekmė gali atsirasti hipoglikemija, kurios kompensavimui bus naudojami baltymai ir riebalai.

Tokiu būdu, angliavandeniai - būtinas maisto komponentas, kadangi be jų pagrindinės energetinės funkcijos (energijos „malkos” ląstelėms) jie dar dalyvauja daugeliuose ląsteliniuose metaboliniuose procesuose.

Angliavandenių Klasifikacija

Seniau angliavandenius laikė medžiagomis, kurios sudarytos iš dviejų komponentų - anglies ir vandens, o jų elementarią sudėtį galima išreikšti viena bendra formule Cm(H2O)n . Bet, kaip vėliau paaiškėjo, šioje taisyklėje yra išimčių ir ji nevisai tiksli, tiesiog šis apibrėžimas leidžia paprasčiausiai apibūdinti angliavandenių klasę bendrai.

Angliavandenius, priklausomai nuo juos sudarančių monomerų kiekio, galima padalinti į tris pagrindines grupes. Nors, jei dalinti pagal struktūros sudėtingumą, tirpumą, įsisavinimo greitį ir pan., juos galima padalinti į paprastuosius ir sudėtinguosius, sportininkai mėgsta juos vadinti „greitais” ir „lėtais” angliavandeniais, o sveiko gyvenimo propaguotojai padalins į „bloguosius” ir „geruosius”.

1. Paprastieji angliavandeniai.
2. Sudėtingi angliavandeniai (poliozės).

Angliavandenių klasifikacijos kriterijumi yra jų hidrolizės reakcija, t.y. specifinė jų skaidymo reakcija vandeniu. Kaip matome, prie žodžio sacharidas prisideda MONO- (vienas, vienintelis, vientisas), OLIGO- (negausus, mažas, nedaug) arba DI- (nurodo, kad sudarytas iš 2 dalių), POLI- (daug, gausus).

Monosacharidai gerai tirpsta vandenyje ir netirpsta nepoliniuose tirpikliuose. Dauguma yra saldūs ir dažniausiai yra paprastieji cukrūs. Atsižvelgiant į anglies (C) atomų skaičių, monosacharidai skirstomi į turinčius 3 anglies atomus (triozės), 4C (tetrozės), 5C (pentozės), 6C (heksozės), 7C (heptozės) ir t.t. Labiausiai gamtoje paplitusios pentozės ir heksozės.

Angliavandenių pavadinimuose dažniausiai vartojama galūnė -ozė. Beje, kol dar visai neįsibėgome, reikia paminėti, kad beveik visų monosacharidų molekulėse yra asimetrinių (chiralinių) anglies atomų, todėl monosacharidams yra būdinga stereoizomerija (enantiomerija ir diastereomerija).

Monosacharidų Stereoizomerija

Labai plačiai nesiplečian į nuodugnų angliavandenių biocheminį nagrinėjimą, aiškumo dėlei galima tik paminėti: kai kurie monosacharidai turi asimetrinį anglies atomą, jis vadinamas chiraliniu centru. Medžiagos, turinčios chiralinį centrą, yra optiškai aktyvios (jų tirpalai suka tiesiškai poliarizuotos šviesos plokštumą).

Nesimetriško anglies atomo konfigūracija apibūdinama D ir L eilės terminais. Pvz., pats paprasčiausias monosacharidas gali turėti 2 erdvinius izomerus, t.y. D- ir L-, o tokie junginiai vadinami enantiomerais. Jie nesutapatinami, bet yra vienas kito veidrodinis atspindys. Žinoma didėjant asimetrinių anglies atomų skaičiui monosacharidų molekulėse, didėja ir stereoizomerų skaičius (pvz., gali turėti po 8 D ir 8 L eilei, ar net dar daugiau), bet dabar ne apie tai.

Esmė ta, kad gamtoje pagrinde vyrauja D-eilės monosacharidai. Monosacharidai, kurie nėra vienas kito veidrodinis atspindys, vadinami diastereometrais (pvz., gliukozė, manozė, galaktozė). Diastereomerai, kurių tik vieno iš kelių chiralinių atomų konfiguracija yra skirtinga, vadinami epimerais (pvz., D-gliukozė ir D-manozė, arba D-ribozė ir D-arabinozė).

Taigi, angliavandenių biologinę svarbą nulemia priklausymas D arba L stereocheminei eilei, nes dauguma gamtinių monosacharidų priklauso D eilei. Į gyvųjų organizmų (tame tarpe ir žmogaus) sudėtį įeinantys monosacharidai yra D-eilės (pvz., D-gliukozė ir kt.), nes gyvieji organizmai sugeba panaudoti D-eilės monosacharidus, o L-eilės nenaudoja.

Gliukozė

Vienas pačių paprasčiausių angliavandenių, randamas daugelyje uogų ir vaisių, daržovėse, meduje. Gliukozė yra žmogaus pagrindinis, patenkantis į kraują, monosacharidas. Gliukozė yra daugumos organizmo audinių maisto (energijos) medžiaga, ypač ji svarbi smegenims. Kaip junginys, ji būtina biosintezės procesams, o jos perteklius kaupiamas kaip glikogenas. Beje, gliukozės visada yra gyvūnų kraujyje, o esant jos trūkumui tas pats glikogenas verčiamas atgal į gliukozę.

Organizme visi angliavandeniai pagrinde yra skaidomi iki gliukozės, kuri kaip jau minėta yra universali energijos medžiaga žmogaus ląstelėms. Ši laisvoji energija, kuri sukaupta gliukozės molekulėje, yra išskiriama jos skaidymo metu. Dalis šios energijos kaupiama makroenerginiuose junginiuose, daugiausiai ATP, o kita dalis išsisklaido kaip šiluma.

Gliukozė visiškai suskaidoma tik tada, kai audiniai gerai aprūpinami deguonimi, t.y. aerobinėmis sąlygomis, pvz., nerviniame audinyje, miokarde, inkstuose. Tuo metu išskiriami dideli energijos kiekiai, kurie būtini audinių fiziologinėms funkcijoms palaikyti.

Audinių ląstelės (pvz., raumenų) anaerobinėmis sąlygomis, t.y. Eritrocituose ir griaučių raumenyse aktyvaus susitraukinėjimo metu gliukozė skaidoma iš dalies. Glikolizė yra pagrindinis, universalus gliukozės skaidymo kelias, jos skaidymo metu išsiskiria energija. T.y. daugiastadis fermentinis procesas, kurio metu gliukozė yra suskaidoma iki piruvo rūgšties ir dalis energijos sukaupiama ATP ir NADH forma.

Taipogi nereikia pamiršti, kad gliukozė gali būti pernešama (ypač esant jos pertekliui) į riebalines audinio ląsteles, kur skaidoma iki acetil-KoA ir verčiama riebalais. O kepenys yra viena iš svarbiausių gliukozės (glikogeno formoje) saugyklų. Taipogi kepenyse vyksta gliukozės sintezė iš laktato, piruvato, glicerolio ir alanino.

Fruktozė

Kaip ir gliukozė, fruktozė yra pakankamai lengvai panaudojamas energijos išteklius. Jos yra daug vaisiuose ir uogose, meduje, kai kuriuose augaluose. Fruktozė susidaro plonojoje žarnoje virškinimo metu, skylant sacharozei. Dalis fruktozės organizme yra verčiama į gliukozę.

Įdomu tai, kad nors fruktozė yra saldesnė už gliukozę, bet jos apykaitoje nedalyvauja hormonas insulinas, todėl žmonės sergantys cukriniu diabetu ją lengviau toleruoja negu gliukozę. Beje, kas liečią fruktozės saldumą, tai ji saldesnė ne tik už gliukozę, bet ir už paprastą cukrų.

Fruktozės metabolizmo organizme metu ji yra panaudojama kitokių medžiagų sintezei ir organizmo energijos aprūpinimui. Šiems virsmų procesams yra reikalingi saviti fermentai, kurių pagalba, pvz., energijos gavimui iš fruktozės, ji organizme gali būti paversta į gliukozę arba į tarpinius jos metabolizmo produktus.

Kartais gali pasitaikyti fruktozės metabolizmo sutrikimai. To priežastimi gali būti fermentų, kurie katalizuoja jos apykaitos tarpines reakcijas, defektas. Tokie sutrikimai pasitaiko labai retai ir paprastai yra jau genetiškai nulemti, bet jei žmogus turi tokį sutrikimą tai jis gali sukelti rimtas problemas, kadangi besikaupiantys fruktozės tarpiniai metabolitai pasižymi toksiškumu.

Suvalgius fruktozės turinčio maisto žmogaus organizmas ima kaupti jos didelius kiekius, prasideda viduriavimas ir vėmimas, atsiranda fruktozurija. Fruktozurija - fruktozės buvimas šlapime. Normaliomis sąlygomis jos šlapime neturėtų būti, esant fermentų ar kepenų defektui fruktozė iš ląstelių pereina į kraują, o po to ir į inkstus.

Šioje vietoje, kalbant apie fruktozės skaidymo fermentų defektus, reiktų išskirti du galimus sutrikimus. Tai reikiamo fermento nepakankamumas, ko pasekoje ir atsiranda fruktozės perteklius kraujyje, kuris šalinamas per inkstus su šlapimu. Kartais šis sutrikimas klaidingai nustatomas kaip cukrinis diabetas, bet būtent ši fermentų nepakankamumo forma yra laikoma gerybine fruktozurija.

Kitas galimas sutrikimas yra jau minėtas paveldimas genetinis fruktozės netoleravimas. Šis sutrikimas paprastai nepasireiškia kol vaikas minta mamos pienu, t.y. kol maiste nėra fruktozės. Simptomai atsiranda kai mitybos racionas papildomas vaisiais, sultimis, sacharoze. Vėmimas, skausmai pilve, diarėja, hipoglikemija ir gali ištikti netgi koma ar traukuliai, kurie atsiranda per 30 min po maisto davinio, kuriame buvo fruktozės.

Galaktozė

Pieno cukraus (laktozės) skilimo produktas. Susidaro žarnyne virškinant laktozę, jos yra piene ir pieno produktuose. Galaktozė iš žarnyno patenka į kraują, kurio pagalba nunešama į kepenis ir ten perdaroma į gliukozę.

Tam, kad paversti galaktozę į gliukozę yra vykdoma epimerizacijos reakcija, t.y. galaktozėje reikia atlikti anglies (C4) atomo H- ir OH- grupių optinę konfigūraciją. O jei kalbant paprasčiau, tai viename iš vertimų reakcijų momentų tam tikra galaktozės liekana pakeičiama (apkeičiama, perdaroma) į gliukozės liekaną.

Įdomu tai, kad vienoje iš reakcijų dalyvaujantis fermentas (epimerazė) gali veikti ir kita kryptimi, ne tik versti galaktozę į gliukozę, bet gliukozę į galaktozę. Tokia atvirkštinė epimerizacija yra svarbi glikolipidų ir glikoproteinų sintezėje. Beje, galaktozė yra reikalinga krūtų liaukoms laktozės sintezei. Laktacijos periodu galaktozė nėra nepakeičiamas maisto komponentas, kadangi gali susidaryti iš gliukozės, t.y.

Galaktozės apykaitoje jos liekanos pakeitimas gliukozės liekana yra pakankamai svarbus žmogaus sveikatai, kadangi jis yra susijęs su paveldimos ligos galaktozemijos atsiradimu. Klasikinė galaktozemija arba paprasčiau sakant labiausiai ištyrinėta yra ta, kurios metu yra fermento galaktozės-1-fosfato uridililtransferazės genetinis defektas.

Šis susirgimas pasireiškia gana anksti, ypač pavojingas vaikams, kadangi pagrindiniu angliavandenių šaltiniu jiems tarnauja mamos pienas, kuriame yra laktozės. Ankstyvieji šio fermento defekto simptomai: vėmimas, diarėja, dehidratacija, kūno masės mažėjimas, gelta. Jie pasireiškia netrukus tuoj po gimimo, kai vaikas pradeda gauti pieną.

Pakankamai rimta galaktozemijos pasekmė yra katarakta ir aklumas. Taip nutinka dėl to, kad akies audiniuose (lęšiuke), veikiant fermentui aldozių reduktazei, galaktozė perdaroma į galaktitolį. Normaliomis galaktozės metabolizmo sąlygomis visos reakcijos vyksta normos ribose, bet nedideliu greičiu. Esant galaktozemijai galaktitolis ima kauptis akies lęšiuke. Galaktitolis ima kauptis tik atsiradus dideliems galaktozės kiekiams kraujyje.

Žmogaus audiniuose, kaip ir akies lęšiuke, nėra fermentų, kurie galėtų skaidyti galaktitolį, todėl jis kaupiasi. Šios medžiagos dideli kiekiai keičia osmosinį slėgį ir akies lęšiuko baltyminiai kristalai yra denatūruojami.

Kitos, nei kiek ne lengvesnės galaktozemijos pasekmės yra kepenyse. Jose ima kauptis galaktozės-1-fosfatas...

Kaip Rinktis Angliavandenius?

Jei norime turėti daugiau energijos ir palaikyti gerą savijautą - kokius angliavandenius verta rinktis dažniau, o kurių geriau atsisakyti? Rinkimės angliavandenius, kurie yra lėčiau pasisavinami - tai sudėtiniai angliavandeniai. Kitaip tariant, įvairūs ankštiniai: avinžirniai, lęšiai, pupelės. Taip pat grūdai - neperdirbti, nesaldinti, nešlifuoti, ne dribsniai. Pavyzdžiui, ryžiai: balti - greitas angliavandenis, o rudieji - lėtesnis. Bet tik tol, kol jų neperverdam ar nepaverčiam koše - tada jie tampa panašūs į greituosius.

Jei išspausime morkų sultis, pašalinsime skaidulas ir taip angliavandeniai, kurie natūraliai yra morkose, greičiau pateks į kraują ir sukels didesnį gliukozės šuolį. Vaisiai patys savaime yra santykinai greitai pasisavinami, o jei iš jų išspaudžiame sultis - situacija pasikeičia į blogą pusę ir pasisavinimas cukrų dar pagreitėja. Net ir mūsų lietuviški obuoliukai bei jų sultys.

Džiovinti vaisiai, medus, ir daugybė produktų, kurie laikomi „sveikais“ - pavyzdžiui, trapučiai - yra greitieji angliavandeniai, kuriems irgi reikia „stabdžių“, t.y. medžiagų, kurios sulėtintų jų pasisavinimą.

Kiti Veiksniai, Įtakojantys Gliukozės Lygį

Dar vienas svarbus dalykas - stresas. Dažnai ryte atsikeliame per vėlai, skubame susiruošti, vėluojame, stringame kamščiuose - visa tai kelia įtampą, įsijungia streso būsena, o organizmas pereina į simpatinę nervų sistemą. Tuomet kūno resursai nukreipiami į smegenis, atitraukiami nuo virškinimo sistemos.

Po stipraus streso, maždaug po valandos ar pusantros, dažnai ženkliai krenta gliukozės lygis kraujyje, ir tuomet nebenorime sveiko, lėtai pasisavinamo maisto - norisi tik greitai pasisavinamų produktų. Tai - smegenys su hormonų pagalba mus skatina taip elgtis, nes nukritus gliukozei nebėra jėgų ir laiko virškinimui. Tada renkamės saldų jogurtą, kavą su cukrumi, saldų sūrelį, bandelę. Ir taip - ne tik ryte.

Dienos metu, jei esame nuolatinėje įtampoje, virškinimo sistema veikia labai silpnai, ir kūnas „prašo“ greitųjų angliavandenių, jei mes juo nepasirūpiname laiku. Daug kas mano, kad tai - emocinis valgymas, bet dažnai sutvarkius fiziologiją, išsprendus insulino rezistenciją ir subalansavus hormonus tas potraukis dingsta.

Dažnai žmonės nevalgo pagrindinių valgymų dienos metu - atrodo, nesinori, bet vakare užklumpa didysis alkis. Visa diena praeina su užkandžiais, kupinais angliavandenių, todėl gliukozė šokinėja, insulinas iš paskos, riebalai kaupiasi, prastėja nuotaika, kenčia nervinė sistema ir žarnyno mikrobiotos būklė - ir ilgainiui tai sukelia rimtų sveikatos problemų.

Patarimai Gliukozės Kontrolei

Ką konkrečiai galime padaryti jau šiandien, kad kiekvienas efektyviau pasiektume savo asmeninę gliukozės revoliuciją?

1. Eikite miegoti anksčiau - net pusvalandis yra reikšmingas.
2. Susidėliokite aiškų valgymo režimą - valgykite reguliariai, nelaukdami, kol gliukozė nukris per žemai.
3. Rinkitės lėtai pasisavinamą maistą - tai suteikia energijos, ramybės ir sotumo jausmą ilgesniam laikui.
4. Gerkite pakankamai vandens - dehidratacijos požymiai gali klaidinti.
5. Rūpinkitės deguonimi - tai netikėta, bet labai svarbu.
6. Ribokite kofeiną - jo perteklius kelia nerimą, mieguistumą ir gali skatinti potraukį saldumynams ar miltiniams gaminiams.
7. Ir, jei reikia, - greitesniam efektui pasiekti papildyti mitybą gliukozės kontrolei skirtais papildais (pvz., su cinamonu, ožragėmis, natokinaze ir kt.).

Apibendrinant, gliukozės kontrolė tikrai nėra tik gydytojų ar sergančiųjų reikalas. Tai mūsų visų kasdienybė. Viskas prasideda nuo mažų, bet labai reikšmingų sprendimų: ką valgome, kaip dažnai judame, ar išsimiegam, ar leidžiam sau pailsėti.

Ir dar - ar maistas mūsų lėkštėje padeda mums jaustis geriau, ar tik greitai užpildo tuštumą. Rinkimės mažiau perdirbtų produktų, daugiau natūralių. Tai tikrai ne apie dietą. Tai apie tai, kaip jaustis gerai, turėti daugiau jėgų, ilgiau išlikti jaunatviškiems ir gyventi pilnavertį gyvenimą. Ir žinokit - tai tikrai įmanoma.

Kaip rodo įvairių tyrimų duomenys, sveikatos būklė ir senėjimo pradžia 55-70 procentų priklauso nuo to, ką valgome. Daržovės, uogos, vaisiai, riešutai - būtent tokia seka šie maisto produktai padeda išlaikyti jaunystę. Kasdien valgykite visų vaivorykštės spalvų daržovių ir vaisių (žalių, raudonų, oranžinių, violetinių). Įvairios spalvos - įvairūs augaliniai fermentai.

Maisto Produktas	Poveikis
Daržovės, Uogos, Tamsūs Vaisiai	Gerina virškinimą ir žarnyno darbą, padeda atsikratyti pabrinkimų ir numesti nereikalingų riebalų.
Riešutai	Gausu antioksidantų, baltymų ir naudingų riebalų, todėl jie saugo širdį ir kraujagysles, taip pat smegenų ląsteles.

---