VESELĪBAS PAMATI

Ogļhidrāti

Ogļhidrāti ir vienas no visplašāk patērētajām uzturvielām; vidējā diennakts nepieciešamība pēc ogļhidrātiem ir 450-500 g.

Ogļhidrāti ir plaša savienojumu klase, kas ir ļoti daudzveidīgi pēc uzbūves, molekulu izmēra, nozīmes, kā arī biopieejamības. Parasti izšķir monosaharīdus jeb vienkāršos cukurus, pie kuriem pieder visiem labi zināmā glikoze un fruktoze. Glikoze un fruktoze ir sešu oglekļa atomu cukuri jeb heksozes (no lat. hexa - seši). Parastais pārtikas cukurs jeb saharoze ir sarežģītākas uzbūves: tas ir disaharīds, kas sastāv no glikozes un fruktozes atlikumiem. Pēc saharozes šķelšanas kuņģa-zarnu traktā (KZT) ar enzīma saharāzes ietekmi veidojas šie divi monosaharīdi - glikoze un fruktoze.

Ir arī citi vienkāršie cukuri, piemēram, riboze un dezoksiriboze; tie ir piecu oglekļa atomu cukuri jeb pentozes. Parasti tos nepieskaita pārtikas produktiem (lai gan tagad ASV tirgū parādījušies uztura bagātinātāji, kas satur ribozi), tomēr šie divi cukuri ir īpaši svarīgi tādu fundamentāli nozīmīgu molekulu veidošanai kā ribonukleīnskābe (RNS) un dezoksiribonukleīnskābe (DNS), tas ir, galveno informācijas molekulu veidošanai, kā arī universālā enerģijas nesēja adenozīntrifosfāta (ATP) un tā analogu, piemēram, guanozīntrifosfāta. Organismā riboze veidojas no glikozes, bet dezoksiriboze - no ribozes.

Īpaši svarīga nozīme uzturā ir polisaharīdiem, kuru molekulas sastāv no ļoti liela skaita (simtiem tūkstošu un miljoniem) monosaharīdu atlikumu. Tie ir tā sauktie rezerves cukuri. Starp polisaharīdiem visraksturīgākā, protams, ir ciete - augu izcelsmes polisaharīds. Zināmas divas tās formas - α-amilozes un amilopektīns, kas augos sastopami gan atsevišķi, gan maisījumos. α-Amiloze sastāv no lineārām ķēdītēm ar simtiem un tūkstošiem glikozes atlikumu.

Amilopektīnam, atšķirībā no amilozes, ir daudz lielāka molekulmasa un daudz atzarojumu ik pēc 20-30 glikozes atlikumiem, t. i., amilopektīna struktūra ir ievērojami sazarotāka.

Jāatzīmē, ka uztura kontekstā pareizāk ir runāt par "cietēm", jo atkarībā no ražošanas tehnoloģijas var veidoties dažādi cietes veidi ar atšķirīgu kristalizācijas pakāpi, molekulmasu u. tml. Tas ir svarīgi, jo dažādas cietes KZT šķeļas ar atšķirīgu ātrumu, tāpēc diētiskajā uzturā svara samazināšanas procesā un īpaši diabēta gadījumā, lai glikozes līmenis asinīs celtos lēnāk, ir ļoti svarīgi izvēlēties produktus, kas satur grūtāk šķeļamas cietes. Tieši tāpēc diabēta gadījumā, ja uzturā lieto makaronu izstrādājumus, tad tikai no cieto kviešu šķirnēm (piemēram, itāļu) un kontrolētos daudzumos.

Ar cieti bagāti ir kartupeļi, graudaugi un attiecīgi produkti no tiem - maizes un miltu izstrādājumi, makaroni, konditorejas izstrādājumi, putraimi u. tml. Ciete faktiski ir augu organismu glikozes rezerve. Cietes uzturvērtība ir vispārzināma.

Dzīvnieku organismos, arī cilvēka organismā, ir vēl viens rezerves augstmolekulārs ogļhidrāts, kas arī sastāv no glikozes atlikumiem, - glikogēns (to dēvē par "dzīvnieku cieti"). Arī tas ir polisaharīds, kas sastāv no daudziem simtiem glikozes atlikumu, kas savienoti ar tādām pašām saitēm kā cietē. Taču, ja cietes ķēdes ir maz sazarotas, tad glikogēna molekula ir ļoti sazarota; pēc struktūras tā līdzinās amilopektīnam, bet atzarojumi sastopami vēl biežāk - ik pēc 10-12 glikozes atlikumiem.

Glikogēns veidojas no glikozes un uzkrājas galvenokārt aknās un muskuļos, tomēr glikogēna krājumi šajos orgānos ir ierobežoti un veido tikai dažus simtus gramu. Nelielos daudzumos glikogēns ir arī citos audos. Cilvēka organismā glikogēns ir glikozes saglabāšanas forma - rezerve, kas nepieciešamības gadījumā operatīvi, burtiski sekundēs, spēj nodrošināt organismu ar glikozi, piemēram, stresa laikā. Šo glikogēna mobilizācijas procesu, t. i., tā strauju pārvēršanu glikozē, sauc par "glikogenolīzi".

Oligosaharīdus, kas iegūti amilopektīna un glikogēna šķelšanās rezultātā, to sazarotos "kodoliņus", sauc par dekstrīniem.

Dekstrīniem līdzīgie dekstrāni ir baktēriju un raugu rezerves polisaharīdi. Pēc uzbūves dekstrāni arī ir glikozes polimēri ar ļoti sazarotu struktūru un lielu molekulmasu. Augstmolekulāri dekstrāni, līdzīgi olbaltumvielām, piemīt antigēnas īpašības.

Vēl viens polisaharīds, ko izmanto kā pārtikas komponentu, ir maltodekstrīns; to iegūst no augu cietes ar daļējas hidrolīzes palīdzību (hidrolīze - šķelšana, kas notiek mijiedarbībā ar ūdens molekulām; daļēja hidrolīze - daļēja šķelšana fragmentos). Maltodekstrīns viegli uzsūcas, pietiekami ātri absorbējas un pēc garšas var būt vai nu mēreni salds, vai gandrīz bezgaršīgs - atkarībā no glikozes atlikumu skaita ķēdē. Uzturā tas ir pilnīgi drošs un ietilpst dažādu pārstrādātu pārtikas produktu un daudzu bioloģiski aktīvu piedevu sastāvā.

Vēl viena augu rezerves polisaharīdu forma, kas ir svarīga uzturā, pirmkārt, diētiskajā (piemēram, diabēta gadījumā), ir inulīns; tas ir cietes analogs, bet cita monosaharīda - fruktozes - polimērs (fruktopolisaharīds). Inulīna avoti ir, piemēram, artišoki un topinambūrs. Īsos inulīna molekulas fragmentus sauc par fruktooligosaharīdiem (10-15 atlikumi). Inulīns šķeļas pakāpeniski, veidojot īsākus (oligo-) fragmentus, un var darboties kā uztura šķiedrvielas. Atšķirībā no glikozes, fruktopolisaharīdu, fruktooligosaharīdu un to šķelšanās laikā veidojošās fruktozes pārvēršanai nav nepieciešama insulīna līdzdalība, kas rada ilūziju par fruktozes lietderību diabēta slimniekiem kā saldinātājam. Tomēr fruktoze, īpaši lielos daudzumos, veicina pārmērīgu tauku uzkrāšanos organismā un pat taukaino aknu veidošanos. Veselam organismam fruktozes daudzums, ko tas saņem no augļiem, ogām un medus (lietojot saprātīgos daudzumos), bīstamību nerada; tomēr diabēta gadījumā nepieciešama ārsta konsultācija.

Tālāk polisaharīdu raksturojums, kas no nutricioloģijas viedokļa pilda enterosorbentu un prebiotiku funkcijas. Svarīgākais no tiem ir celuloze jeb šķiedrviela, tipisks augu polisaharīds. Tas arī ir glikozes polimērs ar lineārām molekulām, tomēr celulozē glikozes atlikumi ir savienoti citādi nekā cietēs un glikogēnā, tāpēc cilvēka un vairuma dzīvnieku zarnās gremošanas enzīmi uz celulozi neiedarbojas. Tā šķeļas tikai atgremotājiem, kuru zarnās ir baktēriju mikrofloras enzīms - celulāze, kas arī šķeļ celulozi. Agrāk celulozi (šķiedrvielu) pārtikas produktos uzskatīja par "balastu" un pat meklēja veidus, kā to izslēgt no uztura. Tomēr tagad jēdziens "balasts" no nutricioloģijas ir izslēgts, jo bez šķiedrvielām (un citām tā sauktajām balastvielām) normālas zarnu darbības (un tā nav tikai gremošana) un līdz ar to arī veselības kopumā nebūs. Šķiedrvielas ir uzbriestošs pārtikas komponents (protams, pie pietiekama ūdens patēriņa), kas: pirmkārt, aizpilda zarnu lūmenu un rada sāta sajūtu; otrkārt, piemīt sorbcijas īpašības un tā piedalās detoksikācijas procesos kā enterosorbents; treškārt, un tas ir īpaši svarīgi, tā kalpo par barības vidi, t. i., prebiotiku, normālas zarnu mikrofloras attīstībai.

Pie galvenajiem sazarotas struktūras polisaharīdu grupas pārstāvjiem, kas pilda enterosorbentu un prebiotiku lomu, pieder hemiceluloze un pektīni - dārzeņu un augļu sulu komponenti.

Hemicelulozei ir izteikti sazarota struktūra, un tā sastāv no dažādu cukuru ķēdēm (ķēdes sauc par mannāniem, galaktāniem u. c.), turklāt katra ķēde pēc noteikta posmu skaita var ietvert arī glikozes un citu vienkāršo cukuru molekulas, kas savieno ķēdes.

Pektīni ir līdzīgi hemicelulozei, taču to molekulas ir mazāk sazarotas, bet ķēdes sastāv no poligalakturonskābes un ir daļēji saistītas ar spirta atlikumiem. Pektīni sastopami protpektīna un paša pektīna (ūdenī šķīstošā) veidā. Protpektīns vāji skābā vidē pārvēršas ūdenī šķīstošā pektīnā, kas arī ir augļu un dārzeņu sulā.

Zarnu mikrofloras ietekmē pektīni sašķeļas fragmentos, kas uzsūcas no zarnām asinīs un nonāk dažādos orgānos, kur tie var iedarboties detoksicējoši attiecībā uz smagajiem metāliem. To pārliecinoši parādīja, nozīmējot ābolu pektīnu gāzgaismas cauruļu ražošanas strādniekiem, kur izmantota dzīvsudraba klātbūtne. Dzīvsudrabs var uzkrāties bīstamos daudzumos nierēs; turklāt ar urīnu tas neizdalās. Pektīns veicināja dzīvsudraba parādīšanos urīnā, t. i., sekmēja tā izvadīšanu. Piebildīsim, ka mūsdienās plaši lietotās elektriskās spuldzes, kuras dēvē par ekonomiskajām, arī satur dzīvsudrabu.

Vēl viens polisaharīds - hitīns - veido lineāras ķēdes, kas ir līdzīgas celulozes ķēdēm, bet glikozes atlikumos satur slāpekļa atomus. Hitīns ir viens no svarīgākajiem strukturālajiem komponentiem kukaiņu un vēžveidīgo organismos; ievērojams tā daudzums ir arī sēnēs, tostarp pārtikas un ārstnieciskajās ķīniešu sēnēs (reiši, maitake, šiitake), kur hitīns ir cieši saistīts ar olbaltumvielām, lipīdiem un citiem polisaharīdiem. Starp pēdējiem īpaši nozīmīgi ir dažādi β-glikāni - efektīvi imūnmodulatori un antikancerogēni, kurus hitīns cieši notur. Tieši tāpēc šo sēņu preparātu imūnmodulējošā darbība un citi ārstnieciskās iedarbības veidi un attiecīgi arī cena ir atkarīga no β-glikānu attīrīšanas pakāpes no hitīna. Un otrādi, praktiski pilnīgs bioloģiskās aktivitātes trūkums plaši pazīstamajām ķīniešu un korejiešu pārtikas sēnēm ir saistīts ar glikānu ciešo saistību ar hitīnu. Hitīna klātbūtne pārtikas sēnēs ir to lēnas sagremošanas iemesls KZT, tādēļ šīs sēnes uzskata par "smagu" pārtiku.

Hitīnam piemīt augsta sorbcijas aktivitāte attiecībā uz holesterīnu: zarnās tas saista pārtikas holesterīnu septiņas reizes aktīvāk nekā pektīni. Tas ir ļoti noderīgi daudzos gadījumos, jo īpaši aterosklerozes profilaksē un ārstēšanā, svara samazināšanas sistēmā, diabēta gadījumā u. tml. Hitīna komerciālais preparāts - hitozāns - ir efektīvs enterosorbents attiecībā uz pārtikas holesterīnu.

Augu gumijas un gļotas ir ūdenī šķīstoši, lipīgi polisaharīdi, kas sastāv no heksožu un pentožu atlikumiem; tie galvenokārt atrodami jūras aļģēs un sēklās. Daļa no tiem, piemēram, guāra gumija, pilda augu šūnas rezerves polisaharīdu funkciju, bet daļa, piemēram, gļotas, - sēklu un jūras aļģu rezerves polisaharīdu funkciju. Gumijām un gļotām ir apvalkojoša, mīkstinoša un aizsargājoša iedarbība.

Ļoti interesanti no ietekmes uz organismu viedokļa ir fukoīdāni - polimēri cukuri, kas satur slāpekli un sulfgrupas (sērskābes atlikumus), un kas, atšķirībā no celulozes, hemicelulozes un pektīna, ir veidoti galvenokārt no reta cukura fukozes atlikumiem un tiem ir sarežģītāka uzbūve. Tie atrodas brūno aļģu šūnapvalkā. Īpaši daudz fukoīdāna ir pūslīšu fukusā (Fucus vesiculosus) un dažādās plaši pazīstamās laminārijas sugās.

Fukoīdāniem piemīt antioksidanta, pretiekaisuma, antiangiogēna, pretvēža un pretvīrusu aktivitāte, tie uzlabo asins lipīdu sastāvu, piemīt prebiotiska un antikoagulanta iedarbība un pat uzlabo kognitīvās funkcijas.

Īpašu interesi izraisa fukoīdānu antikoagulanta (asinsreci kavējoša) iedarbība; šīs īpašības dēļ tos lieto antikoagulantu terapijā gadījumos, kad heparīns ir neefektīvs.

Algīnskābe ir aļģu polisaharīds. Tā ir viskoza, gumijai līdzīga viela, ko iegūst no sarkanajām, brūnajām un dažām zaļajām aļģēm (tostarp no laminārijas un agar-agara). Algīnskābes saturs Japānas laminārijā (Laminaria japonica) ir 15-30%. Algīnskābe ūdenī nešķīst, bet saista lielu ūdens daudzumu (viena algīnskābes daļa adsorbē 300 masas daļas ūdens), kas nosaka tās izmantošanu kā biezinātāju pārtikas rūpniecībā, īpaši saldējuma, mērču un sieru ražošanā.

Algīnskābes sāļus - alginātus, piemēram, nātrija alginātu (E401), kālija alginātu (E402) un kalcija alginātu (E404), izmanto kā pārtikas piedevas. Cilvēka organismā algināti netiek sagremoti un izdalās caur zarnām.

Algīnskābi un alginātus plaši izmanto medicīnā (kā antacīdu) un kā pārtikas piedevas (biezinātājus), kā arī dažu pārtikas produktu izveidē (piemēram, mākslīgā sarkanie ikri). Turklāt algināta kapsulas veiksmīgi izmanto dzīvu baktēriju (probiotiku) nogādāšanai zarnās.

Alginātiem raksturīgi šādi bioloģiskās aktivitātes veidi:

🪸 hemostatiska iedarbība (tāpēc tie ir efektīvi erozīvu un čūlainu procesu gadījumā KZT);

🪸 patoloģisku refleksu, tostarp sāpju refleksu, pavājināšana;

🪸 antibakteriāla iedarbība, Candida ģints sēņu un stafilokoku aktivitātes nomākšana;

🪸 zarnu dabiskās mikrofloras uzturēšana;

🪸 zarnu motorās funkcijas uzlabošana (kas veicina aizcietējumu profilaksi);

🪸 apvalkojoša iedarbība;

🪸 glikozes uzsūkšanās ātruma samazināšana no tievajām zarnām;

🪸 imūnmodulējoša iedarbība;

🪸 hipolipidēmisks efekts (aterogēno asins frakciju līmeņa pazemināšana, aterosklerozes profilakse);

🪸 antitoksiska un antiradiācijas iedarbība - efektīva un droša smago metālu (svins, dzīvsudrabs), radioaktīvo savienojumu (cēzijs, stroncijs) saistīšana un to izvadīšana no organisma.

Ogļhidrātu vielmaiņa

Ogļhidrātu uzsūkšanās procesu organismā aplūkosim cietes un parastā cukura (saharozes) piemēra kontekstā, jo tie ir tipiski ikdienā lietoti pārtikas produkti. Protams, ne celuloze (šķiedrvielas), ne pektīni, ne citas tā sauktās balastvielas nav patstāvīgi pārtikas produkti, tomēr tie ir ļoti noderīgi vai nu attiecīgo produktu sastāvā, vai kā uztura piedevas to izteiktā deficīta dēļ. Kā minēts, šos komponentus KZT mūsu organisma enzīmi nesašķeļ, bet resnajā zarnā tie tiek pakļauti zarnu mikrofloras enzīmu iedarbībai, darbojoties ne tikai kā enterosorbenti, bet arī kā barības vide mikrobiotai (prebiotikām), kas ir ārkārtīgi svarīgi normālas zarnu mikrofloras veidošanai.

Cietes sagremošana (šķelšana) faktiski sākas un norit tikai tievajās zarnās. Mutes dobumā principā cietes var tikt sagremotas, jo siekalas satur enzīmu amilāzi (siekalu amilāzi), kas var sagremot makaronu un maizes izstrādājumu, putraimu un citu produktu cieti, tomēr tam pārtika ir rūpīgi jāsakošļā, ko mūsdienās gandrīz neviens nedara. Kuņģī enzīmu, kas sagremo cieti, nav, tāpēc reāli cieti saturošu vielu šķelšana sākas divpadsmitpirkstu zarnā aizkuņģa dziedzera sulas β-amilāzes ietekmē; tā sašķeļ dažādas cietes līdz tā sauktajiem dekstrīniem, tālāk līdz īsākiem cukuriem (oligosaharīdiem, apmēram 8-12 glikozes atlikumi) un galu galā līdz glikozei (ja tā ir ciete) vai līdz fruktozei (ja tas ir inulīns vai fruktooligosaharīdi). Dekstrīni ir lielās cietes molekulas fragmenti ar ievērojami mazāku masu un izmēriem, kurus tālāk ietekmē citi enzīmi (piemēram, maltāze, saharāze), kas šos fragmentus sašķeļ. Pārtikas cukurs, t. i., saharoze, saharāzes ietekmē sašķeļas līdz glikozei un fruktozei.

Glikoze un citi monosaharīdi (mazas ūdenī šķīstošas molekulas) viegli uzsūcas KZT, nonāk asinīs un no turienes tiek uzņemti dažādu orgānu patērētāju vidū, tostarp aknās, muskuļu audos, nervu sistēmas šūnās (tostarp smadzenēs) u. c. Aknu un muskuļu šūnas var pārvērst pārmērīgi uzņemto glikozi glikogēnā ("dzīvnieku cietē"), kas kalpo kā glikozes rezerves forma. Tomēr šīs rezerves ir nelielas - tikai daži simti gramu, t. i., nesalīdzināmi mazākas nekā tauku uzkrājumi, kuru masa dažkārt pārsteidz iztēli, sasniedzot daudzas desmitus kilogramu.

Tātad cietes sagremošanā piedalās šādi enzīmi: aizkuņģa dziedzera sulas β-amilāze, kas sagremo cieti līdz dekstrīniem; enzīmi, kas šķeļ dekstrīnus; maltāze, saharāze u. tml. Tādējādi šķelšanās process nonāk līdz vienkāršiem cukuriem, visbiežāk glikozei un fruktozei, kas arī uzsūcas no zarnām asinīs. Šajā un citos glikozes pārneses procesos nozīmīga loma ir specifiskiem glikozes pārneses olbaltumvielām - glikozes transportieriem GLUT (glikozes transportproteīni). Šo transportu kontrolē aizkuņģa dziedzera hormons insulīns. Šī procesa ātrumam ir īpaši liela nozīme diabēta gadījumā, jo no tā ir atkarīgs glikozes līmeņa pieauguma temps un līmenis asinīs (līdz pat straujam "lēcienam") pēc cieti saturoša ēdiena, īpaši no mīksto kviešu makaroniem, putrām, saldām bulciņām. Atzīmēsim, ka glikozes pārnese smadzeņu šūnās par laimi nav atkarīga no insulīna.

Šo procesu var ietekmēt: palēnināt (inhibēt) cietes sagremošanu un galaproduktu (pirmkārt, glikozes) uzsūkšanās ātrumu. Šāda īpašība piemīt pupiņu ekstraktam, kas satur fazeolīnu, kurš bloķē β-amilāzi un līdz ar to kavē cietes sagremošanu divpadsmitpirkstu zarnā un palēnina glikozes nonākšanu asinīs. Rezultātā glikozes līmenis asinīs pieaug lēnāk, kas ir ļoti svarīgi diabēta gadījumā. Taču vienlaikus rodas arī citas problēmas, jo nesašķeltā ciete tālāk nonāk resnajā zarnā, kur tā tiek pakļauta rūgšanas un šķelšanas procesiem zarnu mikrofloras ietekmē, kas var izraisīt zarnu pārpildījuma sajūtu, gāzu veidošanos un citas nepatīkamas sajūtas. Tomēr šī pieeja var būt produktīva, īpaši diabēta gadījumā: lietojot šādus inhibitorus, diabēta slimnieki, kuriem parasti jāierobežo cieti saturošu produktu lietošana, var atļauties apēst nedaudz maizes vai citu miltu izstrādājumu. Tas ir aktuāli arī cilvēkiem ar lieko ķermeņa masu. Fazeolīns kavē tikai cietes šķelšanu un neietekmē saharozes šķelšanu, tāpēc vienīgais veids, kā tikt galā ar cukura pārpalikumu uzturā (un šis pārpalikums reāli var pārsniegt saprātīgos daudzumus 60-70 reizes), ir būtiski ierobežot tā patēriņu, bet diabēta gadījumā - pilnībā izslēgt to no uztura. Turklāt jāizvairās no produktu lietošanas, kuros cukurs ir slēptā veidā (ar ko nereti ļaunprātīgi izmanto pārtikas ražotāji, pievienojot cukuru pat maizei).

Cieti saturošu pārtikas produktu šķelšanās, piemēram, putru, makaronu izstrādājumu vai maizes sastāvā, ir atkarīga no graudu tehnoloģiskās apstrādes rakstura un vienlaikus no pārtikā esošā vai garšas uzlabošanai pievienotā gaļas olbaltuma un tauku klātbūtnes. No šī viedokļa pilngraudu putras, piemēram, no auzām, kas satur daudz šķiedrvielu, glikozes līmeni asinīs paaugstina lēnāk nekā no apstrādātiem graudiem (piemēram, "Herkulesa" putra). Glikozes uzsūkšanās palēninās, ja cieti saturošus produktus kombinē ar gaļu vai taukiem (īpaši ar omega-3 nepiesātinātajām taukskābēm bagātiem taukiem). Tāpēc augsti kvalificēti endokrinoloģi, dietoloģi un nutricioloģi - iesaka diabēta slimniekiem ievērot šos noteikumus.

Turklāt arī pašām cietēm, kas ietilpst pārtikas produktu sastāvā, ir atšķirīgs šķelšanās ātrums, kas ir atkarīgs no izejvielas, cietes iegūšanas tehnoloģijas, šķiedrvielu klātbūtnes un daudzuma (taču nevajag asociēt pārtikas cietes ar paciņās nopērkamo cieti, ko parasti izmanto mājsaimniecībā). Dažādiem cietes veidiem ir atšķirīga sagremojamība, un, lietojot produktus no grūtāk šķeļamām cietēm, īpaši tādiem, kas satur arī šķiedrvielas, vai pievienojot tās, var regulēt cietes sagremošanas produktu uzsūkšanās ātrumu, samazinot kalorāžu un glikozes slodzi organismam. Piemēram, makaroni no cieto kviešu šķirnēm, kas satur vairāk šķiedrvielu un mazāk cietes nekā makaroni no mīkstajām šķirnēm, sagremojas lēnāk, ir relatīvi mazāk kaloriju bagāti un diabēta slimniekiem ir pieņemamāki, jo glikozes līmenis asinīs paaugstinās lēnāk.

Dažādos dārzeņos, izņemot kartupeļus, ir daudz nesagremojamu šķiedrvielu un salīdzinoši maz cietes; augļi un ogas turklāt ir bagāti ar noderīgiem pektīniem. Taču augļi un ogas, īpaši vīnogas, satur daudz vienkāršo cukuru, galvenokārt glikozi un fruktozi. Tāpēc, neskatoties uz šo produktu lietderību kā labu dabisko vitamīnu, minerālvielu, pektīnu, organisko skābju un citu vielu avotu, to lietošana diabēta gadījumā, atšķirībā no dārzeņiem, ir jākontrolē. Arī kartupeļu lietošana diabēta gadījumā jāierobežo lielā cietes satura dēļ.

Parasti saka, ka glikoze organismā kalpo par enerģijas avotu. Patiesībā viss ir ievērojami sarežģītāk.

Glikoze, kas uzsūkusies no zarnām asinīs, tiek uzņemta no asinīm visos audos, bet pārmērīgas uzņemšanas gadījumā uzkrājas aknās un muskuļu audos glikogēna veidā. Glikogēns ir glikozes polimērs, līdzīgs cietei (reizēm to sauc par "dzīvnieku cieti"), taču ievērojami sazarotāks; tas pilda glikozes rezerves funkciju. Šī nelielā rezerve ir vitāli svarīga kā ātras enerģijas avots stresa laikā: tad stresa hormona adrenalīna ietekmē mobilizējas aknu glikogēns, un glikoze tiek izmesta asinīs. Šī reakcija uz adrenalīnu ir ļoti spēcīga: tikai viena adrenalīna molekula stimulē 2 miljonu glikozes molekulu nonākšanu asinīs 1 sekundē. Glikogēns ir svarīgs arī fiziskas slodzes laikā (kas, starp citu, var būt reakcija uz stresu - princips "cīnies vai bēdz"); sākumā tiek izmantots muskuļu glikogēns, bet pēc tam, ja tā nepietiek, - aknu glikogēns. Aknu glikogēna rezerve ir ļoti svarīga arī aizsardzībai pret vairākiem toksīniem, jo glikoze pārvēršas glikuronskābē, kas piedalās detoksikācijas procesos. Tāpēc cilvēkiem, kas strādā, piemēram, ķīmiskajā vai citā kaitīgā ražošanā, darbā ir jābūt paēdušiem (ja cilvēks uz šādu darbu ierodas izsalcis, t. i., bez glikogēna rezerves aknās, viņš var saindēties ātrāk nekā paēdis cilvēks).

Glikogēna šķelšanu ar glikozes atbrīvošanu sauc par glikogenolīzi.

Glikoze, tāpat kā citi cukuri (ne tikai mono-, bet arī oligosaharīdi ķēdīšu veidā, tostarp sazaroti), ietilpst daudzu sarežģītu olbaltumvielu (glikoproteīnu) un sarežģītu taukvielām līdzīgu vielu (glikolipīdu) struktūrā; gan glikoproteīni, gan glikolipīdi ir bioloģisko membrānu strukturālie komponenti, receptori, enzīmi, imūnsistēmas komponenti (imūnmodulatori) u. tml. Jāatzīmē, ka glikoproteīnu veidošanos aktīvi regulē augu vielas prenoli, kas sastopami skujkokos, žeņšeņā u. c. Glikoze, tāpat kā citi cukuri, veido ar daudzām bioloģiski aktīvām augu vielām, tostarp ar pārtikas polifenoliem (piemēram, bioflavonoīdiem, antociāniem, katehīniem u. tml.), tā sauktos glikozīdus. Organismā tie sašķeļas, atbrīvojot cukura komponentus (tostarp glikozi) un necukura komponentu, ko sauc par aglikonu. Gan glikozīdus, gan to aglikonus, atšķirībā no glikozes, pieskaita mikrouzturvielām (atbilstoši to daudzumam, kas nonāk ar pārtiku), un tiem ir nozīmīga ārstnieciski profilaktiska vērtība.

Metaboliski glikoze organismā var enzimātiski pārvērsties citos cukuros: sešu oglekļa atomu cukurā fruktozē; vairākos piecu oglekļa atomu cukuros, tostarp ļoti svarīgajā ribozē, no kuras veidojas cits svarīgs piecu oglekļa atoms cukurs - dezoksiriboze. Abi ir ģenētiskā materiāla - nukleīnskābju - strukturālie komponenti, bet riboze ietilpst arī ATP (adenozīntrifosfāts) sastāvā - universālā enerģijas nesēja visos dzīvajos organismos. Šo glikozes pārvēršanās ceļu sauc par pentožu fosfātu ceļu jeb pentožu fosfātu šuntu. Šī procesa rezultātā no glikozes veidojas ne tikai iepriekš minētie cukuri, bet arī virkne citu cukuru, kā arī ļoti svarīgs koenzīms - reducētā forma NADPH (nikotīnamīda adenīna dinukleotīda fosfāts, reducētā forma) uz B₃ vitamīna (nikotīnskābes jeb nikotīnamīda) un ATP bāzes. Šis koenzīms ir nepieciešams dažādiem biosintēzes procesiem (biosintēze - jaunu vielu veidošanās organismā) - holesterīna, steroīdo hormonu, augstāko taukskābju veidošanai, kā arī antioksidantu sistēmas un organisma detoksikācijas sistēmas darbībai. Šādu glikozes oksidēšanas ceļu sauc par apotomisko oksidēšanu. Tas sākas no pirmā oglekļa atoma - it kā no molekulas "virsotnes" - un norit ar pakāpenisku molekulas saīsināšanos. Jāatzīmē, ka šajā procesā līdztekus iepriekš minētajam B₃ vitamīnam piedalās arī B₁ vitamīns (tiamīns) tā koenzīma formā.

Cits ceļš, kas turpmāk tiks detalizēti aplūkots un ko sauc par glikolīzi, norit citādi: sešu oglekļa atomu glikozes molekula sadalās uz pusēm divos trīs oglekļa atomu atlikumos. Šo ceļu sauc par glikozes dihotomisko oksidēšanu.

No otras puses, pati glikoze organismā var tikt sintezēta no dažādiem neglikozes produktiem - pirovīnogskābes, glicerīna, aminoskābēm u. tml. Šis process īpaši intensīvi norit aknās un to sauc par glikoneoģenēzi (t. i., glikozes no jauna veidošanos). Tas ir ļoti svarīgs process, kas efektīvi kompensē glikozes patēriņu, piemēram, enerģētiskām vajadzībām lielas fiziskās slodzes laikā. Intensīvi strādājoši muskuļi uzņem glikozi kā enerģijas nesēju no asinīm, tomēr glikozes līmenis asinīs saglabājas nemainīgs (3,3-5,5 mmol/l (milimoli uz litru)), un tas ir dzīvībai svarīgi. Tas notiek nepārtrauktas glikozes pieplūdes dēļ no aknām, kur tā glikoneoģenēzes procesā veidojas no pirovīnogskābes (piruvāta).

Un visbeidzot galvenais šīs sadaļas jautājums: glikozes enerģētiskā izmantošana un tās nozīme. Glikoze ir svarīgs enerģijas nesējs praktiski visiem audiem un orgāniem. Piemēram, smadzenes 80%, sirds 50%, bet eritrocīti visu 100% enerģijas iegūst no glikozes. Eritrocītiem glikoze vispār ir vienīgais enerģijas avots. Glikozes unikalitāte ir tajā, ka tā ir vienīgais enerģijas avots anaerobos (t. i., bezskābekļa) apstākļos. Citiem vārdiem, tā var dot enerģiju skābekļa trūkuma apstākļos, atšķirībā no taukskābēm no taukiem, kas oksidējoties (to reizēm sadzīvē sauc par "sadegšanu") dod daudz enerģijas (no kā izriet tauku augstā kalorāža), bet prasa lielu skābekļa patēriņu.

Vispirms jāuzsver, ka visi bioķīmiskie glikozes pārvēršanās procesi organismā (enerģijas ražošana, citu cukuru veidošanās, rezerves veidošana), tāpat kā citu metabolītu (iepriekš minēto taukskābju, aminoskābju u. c.) pārvēršanās procesi, vienmēr sākas ar aktivācijas reakciju. Tā ir palaides reakcija visos daudzpakāpju vielmaiņas procesos, kas vienmēr norit, patērējot ATP enerģiju, obligāti piedaloties Mg²⁺ (magnija jons), lai gan dažādu substrātu gadījumā ceļi atšķiras. Glikozes pārvēršanās gadījumā palaides reakcija ir enzimātiska (un Mg²⁺ atkarīga) glikozes mijiedarbība ar ATP, veidojot glikozes aktīvo formu - glikozi-6-fosfātu (fosforskābes atlikums atrodas glikozes sestajā pozīcijā).

Jāatzīmē, ka brīva glikoze enzimātiskajos procesos nepiedalās, taču ķīmiski tā ir ļoti aktīva un, īpaši pārmērības gadījumā asinīs, var veidot ar olbaltumvielām bīstamus glikētus proteīnus. To rādītājs ir glikētā hemoglobīna līmeņa paaugstināšanās (norma asinīs <6,1%); tas var notikt, piemēram, diabēta gadījumā. Brīvā glikoze, kas normā asinīs atrodas pastāvīgā koncentrācijā 3,3-5,5 mmol/l (tā piedalās osmotiskā spiediena veidošanā), metaboliski ir neaktīva. Un tikai tad, kad tā ar speciālu transporta olbaltumvielu palīdzību tiek pārnesta šūnā (tās sauc par "glikozes transportieriem"), tā tiek aktivēta, t. i., pārvēršas glikozi-6-fosfātā, un tikai šādā veidā tā var piedalīties visos iepriekš minētajos procesos, tostarp arī enerģētiskajā.

Apskatīsim glikozes enerģētiskās izmantošanas ceļus un ATP veidošanos. Izšķir divus ATP ražošanas ceļus glikozes oksidēšanās laikā: anaerobo (bezskābekļa) un aerobo (skābekļatkarīgo). Pēdējo procesu sadzīvē mēdz dēvēt par glikozes "sadegšanu", jo tā rezultātā veidojas oglekļa dioksīds (CO₂) un ūdens. Līdzīgi "sadeg" jebkuras organiskas vielas, taču šajā gadījumā enerģija izkliedējas siltuma veidā, neveicot noderīgu darbu. Savukārt glikozes aerobā oksidēšanās šūnas mitohondrijos norit tā, ka ievērojama oksidēšanās enerģijas daļa tiek izmantota ATP ražošanai (un tas ir noderīgs darbs).

Kā minēts iepriekš, glikoze ir vienīgais enerģijas nesējs, kas var oksidēties un būt enerģijas (ATP) avots skābekļa trūkuma apstākļos, t. i., anaerobā jeb bezskābekļa ceļā. Šo ceļu citādi sauc par glikolīzi, precīzāk - par anaerobo glikolīzi.

Otru ceļu, kas enerģētiski ir ievērojami efektīvāks, sauc par aerobo jeb skābekļatkarīgo ceļu. To bieži dēvē par aerobo glikolīzi.