Глюкоза для мозга — в каких продуктах. Где содержится глюкоза: список продуктов Где взять глюкозу

“Мозгу нужна глюкза, сахар и шоколад полезны для мозга” – мы не подвергаем сомнению общие места, а зря, потому что за ними часто скрываются заблуждения. Современная наука, испытывая общие места на прочность, разоблачает их. В частности, теперь мы знаем, что на самом деле нужно мозгу и как на него влияет сахар.

Мозг требует больше энергии, чем любой другой отдельно взятый орган в нашем теле. Вы скользите взглядом по этой строке, а в вашем мозге в этот момент вспыхивают электрическими импульсами 86 миллиардов клеток . За сутки не слишком напряженной работы мозг съедает 250-300 килокалорий, то есть около четверти энергии, которая уходит на основной обмен. Составляя всего два процента массы тела, мозг потребляет 25 процентов энергии. Вопрос, откуда лучше брать эту энергию?

Идея, что мозгу жизненно необходим сахар, довольно умозрительна и проистекает из того факта, что глюкоза – самый простой и доступный источник углеводов для нас. Может быть, все дело в истории науки: так сложилось, что энергетическая роль углеводов была изучена раньше и лучше, чем других соединений. Так или иначе, сегодня о том, как на самом деле влияет сахар на мозг, написано не только огромное количество научных работ, но и бестселлеров.

Спорная книжка с бесспорными фактами

“Если бы вы могли внести всего три простых изменения в свою жизнь, чтобы предотвратить или даже обратить вспять потерю памяти или другие заболевания, вы бы это сделали?”, – с этого провокационного вопроса доктор Перлмуттер начинал полуторачасовую презентацию своей книги, которая вошла в список бестселлеров New York Times 2013 года.

Профессор университета Майами Дэвид Перлмуттер – единственный в Америке врач, обладающий одновременно лицензией невролога и членством в Американской Коллегии Питания. В прошлом году Перлмюттер написал научпоп, ставший мировым бестселлером. Книжка называется “Зерновой мозг: неожиданная правда про пшеницу, углеводы и сахар, медленно убивающие ваш мозг”.

Название исчерпывающе передает основную провокационную мысль: углеводы разрушают наш мозг. Причем не только сахар и мука, но даже цельнозерновые крупы, которые диетологи называют полезными и прописывают для похудения. Все, что содержит сахар или крахмал, вызывает старческое слабоумие (болезнь Альцгеймера), синдром дефицита внимания, тревожность, хронические головные боли, депрессию, сниженное либидо и импотенцию, эпилепсию и вообще почти все неврологические болезни.

Доктор Перлмуттер объясняет, как мозгу вредят сахара, которые он получает из хлеба или фруктов, как мозгу идут на пользу холестерин и жиры, а также, как можно стимулировать рост новых клеток мозга в любом возрасте. Он рассуждает, что и как нужно есть, чтобы стимулировать “гены ума” и избегать страшных болезней без всяких таблеток.

Чтобы доказать свою экстремальную позицию, Перлмуттер приводит десятки и десятки клинических исследований, на его сайте можно найти полные тексты всех работ, на которые автор ссылается. Некоторые исследования более убедительны, другие менее. Вот несколько тезисов из книги:

1. Большинство зерновых, в том числе твердые сорта пшеницы или грубая ржаная мука, на самом деле вредны. У всех зерновых слишком высокий гликемический индекс, а значит, через полтора-два часа после еды уровень глюкозы в крови резко подпрыгивает и бьет по мозгу.

2. Считается, что белки, жиры и углеводы одинаково важны для здоровья. На самом деле, мы вполне можем обходиться без сахаров, потому что их наш организм прекрасно может синтезировать их из белков и других веществ, так что жизненной необходимости есть сахар или крахмал у человека нет. Это, кстати, не мнение автора, а вполне устоявшаяся точка зрения.

3. Классическое соотношение выглядит так: 60 процентов калорий организм извлекает из углеводов, 20 процентов – из белков и еще 20 процентов – жиров. Здоровое соотношение, по Перлмуттеру, это: 75 процентов жиров, 20 процентов белков и 5 – углеводов. Это значит, что в день нужно съедать не больше 50-80 граммов сахаров. То есть, например, одну порцию фруктового салата. Главные источники энергии в этом случае – это масло и орехи, авокадо и всевозможные овощи (не крахмалистые), рыба и мясо. Это здоровое соотношение хотя бы потому, что так питались наши предки сотни тысяч лет до тех пор, пока не научились делать муку и сахар. Теория экономных генов (thrifty gene hypothesis), предполагает, что организм человека запрограммирован запасать энергию в тучные времена в виде жира, чтобы затем тратить его в голодные времена. В современном обществе изобилия голодать не приходится, поэтому организм только запасает – отсюда проистекают многие болезни обмена. Во время голодания организм сначала производит глюкозу из гликогена, что содержится в печени и мышцах, а затем начинает питаться кетонами, которые получает при сжигании жира. Мысль Перлмюттера состоит в том, что кетоны – это более здоровая еда для мозга, чем глюкоза.

4. Старческая деменция, паркинсонизм, рассеянный склероз и другие нейродегенеративные болезни связаны с разрушением ткани мозга, в его основе лежит воспаление, а в основе воспаления – сахар и пшеничный белок глютен. То же самое касается сердечно-сосудистой системы, инфаркт начинается с воспаления. Перлмуттер ссылается на работы гарвардского профессора Алессио Фазано, педиатра-гастроэнтеролога, который приходит к выводу, что каждый человек в большей или меньшей степени плохо реагирует на глютен. Глютен служит краеугольным камнем воспаления, которое и приводит к разрушению тканей, в том числе мозга. Именно воспаление приводит к “протечкам” в жизненно-важном барьере между кровеносными сосудами и мозгом.

5. Даже небольшой подъем уровня сахара в крови увеличивает вероятность болезни Альцгеймера. При этом болезнь Альцгеймера предотвратима и около половины случаев болезни вообще могло бы не быть, если бы не сахар. Осенью 2013 года правительство США выделило $33 миллиона на испытания лекарства , способного предотвратить болезнь Альцгеймера у генетически предрасположенных к нему людей. Перлмуттер настаивает на том, что начать бы следовало не с лекарств, а с изменений стиля жизни и привычек, ведь у нас есть железные научные доказательства, что качество еды влияет на риски.

“Диета, богатая жирами, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и твердо связана со снижением риска деменции. Это показано в исследовании Mayo Clinic , опубликованом в The Journal of Alzheimer’r Disease в январе 2012 года. Риск деменции для человека на высокожировой диете составляет 44 процента, для человека на высокоуглеводной, которую нам рекомендует официальная диетологи, – 89 процентов”.

Особенно проблема усугубляется с годами: после 70 лет риск когнитивных или интеллектуальных нарушений увеличивается почти в четыре раза , если человек ест много углеводов – это было доказано в исследовании, которое включало более 1200 человек от 70 до 89 лет.

Позже в исследовании , опубликованном в New England Journal of Medicine, было показано, что даже у людей со слегка повышенным уровнем сахара в крови, которых нельзя назвать диабетиками, риск развития деменции заметно выше, чем у людей с нормальным уровнем сахара.

“Идея о пользе обезжиренных продуктов, которая была вбита нам в головы и желудки, абсолютно беспочвенна и виновата в большинстве современных болезней” – эта мысль проходит красной нитью через всю книгу “Зерновой мозг”. И вторая: “Слишком мало людей, которые понимают, что есть жир и быть жирным – это далеко не одно и то же”.

У Перлмуттера нашлось немало оппонентов среди известных авторитетных врачей. Кто-то обвиняет его в передергиваниях, кто-то считает, что из правильных фактов, изложенных в книге, читатель, да и сам автор делают неправильные выводы. Например, особо впечатлительный человек по прочтении может полностью перейти на жирную животную пищу, вместе с углеводами вычеркнув из своего меню любые овощи, фрукты и ягоды. Некоторые осторожно замечают, что, возможно, Перлмуттер преувеличивает вред глютена. Однако все оппоненты соглашается с основной мыслью: мы слишком много едим углеводов, и это вредит нашему мозгу.

Делает ли кето-диета нас тупее?

В международных базах данных хранятся миллионы научных исследований. При желании в них можно найти доказательства диаметрально противоположных мыслей. Например, есть данные, что если лишить мозг глюкозы, то в краткосрочной перспективе это приведет к ухудшению памяти и замедлению реакций. “Мозгу нужна глюкоза, и низкоуглеводные диеты могут быть вредны для обучения, памяти и мышления,” – говорит автор одного такого исследования, профессор психологии из Университета Тафтса Холли Тейлор.

Однако авторы не посмотрели толком, что происходит в долгосрочной перспективе. Конечно, если в одночасье лишить мозг всей глюкозы, которой он привык пользоваться за всю жизнь, для него это будет немалый стресс. Однако, со временем организм перестраивается на кетогенный путь обмена, при котором место глюкозы занимают кетогенные тела – продукты распада жирных кислот. Мозг привыкает к новому топливу, и качество его жизни даже повышается.

Например, в 2012 году была опубликована работа Роберта Крикориана и его коллег из Университета Цинциннати, в которой они сравнивали эффект от низкоуглеводной и высокоуглеводной диеты на 23 пожилых людях с умеренными интеллектуальными нарушениями. Через шесть недель у участников низкоуглеводной группы не только снизился уровень сахара и инсулина в крови, уменьшился вес и объем талии, но также улучшилась память. Причем, ее улучшение коррелировало со снижением уровня инсулина и повышением уровня кетоновых тел.

Впрочем, шесть недель, которые длился эксперимент профессора Крикориана, сложно назвать долгосрочным исследованием. Есть и более внушительные данные, которые если не обнаруживают пользы низкоуглеводной диеты, то уверенно доказывают ее безопасность. Эта работа австралийских ученых под руководством доктора Гранта Бринкуорта была опубликована в 2009 году в журнале Archives of Internal Medicine. В течение года авторы наблюдали за двумя группами людей, страдавших ожирением. Участники и той, и другой группы потребляли одинаковое количество калорий (около 1500 в сутки), но одни ели много жиров и мало углеводов, другие, наоборот, много углеводов и мало жиров. Через год и те, и другие похудели примерно одинаково – в среднем, на 14 килограммов. В течение и в конце года авторы оценивали с помощью стандартных тестов психологическое состояние и мыслительные способности. К концу года стало ясно, что низкоуглеводная высокожировая диета лучше укрепляет память, настроение и эмоциональное состояние.

Возможные объяснения

Еще в начале 1920 годов кетогенную диету использовали для лечения эпилептических припадков у детей. Врачи выяснили опытным путем, что частота и сила приступов зависит от количества сахара и крахмала в еде. Позже препараты оттеснили диетическое лечение на второй план, но в середине 1990х началась вторая волна интереса к этому подходу, после того как кето-диета помогла избавить от приступов ребенка голливудского продюсера Джима Абрахамса. Это произвело на Абрахамса настолько большое впечатление, что он снял основанный на этой истории фильм First Do No Harm с Мерил Стрип в главной роли.

Почему кетогенный обмен позволяет вылечить эпилепсию, а сахар провоцирует заболевания вроде болезни Альцгеймера? В своей колонке в журнале Psychology Today психиатр Эмили Динс излагает возможное объяснение, почему низкоуглеводная диета может оказывать благотворное влияние на мозг: “Когда мы переходим на кетоны в качестве основного топлива для мозга, мы также изменяем обмен аминокислот: снижается уровень глутамата – аминокислоты, которая в больших количествах может повреждать клетки. Снижая уровень глутамата, мы снижаем риск инсульта и создаем условия для восстановления нервных клеток.”

Сам по себе глутамат – это главная сигнальная молекула, передающая возбуждение в нашем мозге. Однако из глутамата в мозге синтезируется многое, в том числе и ГАМК – главный тормозной медиатор, то есть молекула, которая, напротив, угнетает возбуждение. Слишком много возбуждения приводит к нейротоксичности, которая связана с эпилептическими приступами, а также с другими болезнями мозга, в том числе депрессией, биполярным расстройством, мигренями и деменцией. На кетогенной диете глутамат скорее превращается в ГАМК, и это, вероятно, объясняет благотворный терапевтический эффект диеты.

Но не только: само по себе снижение уровня глюкозы повышает порог возбудимости клеток мозга и, соответственно, порог начала приступов. И наоборот, чем больше глюкозы, тем больше возбудимость и склонность к приступам. Это может объясняться особенностями энергетического обмена, то есть событий, которые происходят в митохондриях нервных клеток. Митохондрии – это клеточные теплоэлектростанции, в которых сжигаются и глюкоза. и кетоновые тела. Еще лет 20 назад в биохимии было принято считать, что глюкоза – это предпочтительное, более “чистое” и эффективное топливо. Относительно недавно выяснилось, что все ровно наоборот: кетоновые тела более энергоэффективны, а сжигание глюкозы сильнее “коптит”, то есть приводит к образованию большого количества свободных радикалов, повреждающих и митохондрии, и клетки в целом. А мы ведь помним, что мозг – самый энергоемкий орган в нашем теле, ему требуется очень много сил, чтобы постоянно переключаться с возбуждения на торможение и обратно, перекачивать через мембраны клеток глутамат, ГАМК и сотни других молекул. Конечно, если из крови в мозг постоянно поступает много глюкозы, то он будет использовать ее, как самый доступный ресурс. Однако, если прикрутить этот сладкий поток и подать в мозг больше кетоновых тел, то, как только клетки переключатся на новый способ обмена, их работа окажется более энергоэффективной и “экологичной”.

Учитывая все это, известная со школы сентенция “мозгу нужна глюкоза” выглядит совсем не убедительно. Скорее наоборот.

Многие знакомы с анализом крови на сахар, а конкретнее определение уровня глюкозы в крови. Без содержания определенного уровня глюкозы организм просто-напросто не сможет функционировать. В среднем суточная потребность глюкозы рассчитывается по формуле 2, 6 гр* m тела (кг). Цифра эта не совсем постоянна, поскольку варьируется не только в зависимости от веса, но и от состояния здоровья.

Глюкоза в нашем организме является универсальным источником энергии, благодаря которой мы можем двигаться, думать и чувствовать.

1. Умственный труд.

Перед важным экзаменом родители предлагают съесть детям шоколадку отнюдь не для сладкого перекуса, а для улучшения работы мозга. Для людей занятых на работе, требующей умственного труда, глюкоза придется как нельзя кстати.

1. Стрессы и переживания.

Повсеместная привычка заедать стресс конфеткой объясняется положительным влиянием на нервную систему. Глюкоза благоприятно воздействует на центр удовольствия в мозге, именно поэтому легче пережить проблему, «заев» ее чем-то сладким.

1. Физические нагрузки.

Пригодится глюкоза и тем, кто постоянно нагружает себя физическим трудом, будь это спорт или тяжелая работа, сладкое наверняка придаст сил, а также в положительно скажется на работоспособности.

1. Отравления.

Глюкоза очень успешно справляется с ролью своеобразного абсорбента, то есть способна выводить токсичные вещества из организма. Именно поэтому первым лекарством от отравления врачи рекомендуют выпивать стакан сладкого чая.

1. Голод.

Голод - достаточно редкая проблема в наши дни, однако, в ряде стран летчикам и военнослужащим в сухой паек обязательно вкладывают кусочек шоколада, который может обеспечить энергией в случае отсутствия еды.

Однако налегать на глюкозу не стоит, поскольку она относится к углеводам, которые в свою очередь, провоцируют появление лишнего веса и начальной стадии ожирения. Индивидуальная суточная норма потребляемой глюкозы не должна сильно отличаться от рекомендуемых цифр, поскольку она может негативно повлиять на общее состояние организма. Вряд ли человек сразу обратит внимание на симптомы переизбытка глюкозы, поскольку действует она в сумме на весь организм, вызывая общую слабость.

Где взять глюкозу кроме шоколада и конфет

Глюкоза содержится практически во всех продуктах питания, поэтому таблица, представленная в статье, даст представление только о тех продуктах, в которых содержание сахара достигает наиболее высоких цифр. Содержание этого вещества в продуктах является важным условием для людей, с нарушениями толерантности к ней, поэтому таблица наиболее наглядно представит содержание глюкозы в некоторых продуктах. Перечислять все продукты, где в кои-то мере содержится глюкоза занятие практически бесконечное, поскольку встречается она практически везде, иногда просто в очень маленьких количествах.

Как пользоваться таблицей?

В данной таблице все данные приходятся на один грамм продукта, поэтому, чтобы высчитать количество глюкозы достаточно умножить массу продукта на количество сахара, указанное во втором столбце. При употреблении любого продукта содержание сахара в крови несколько возрастет, однако, разные продукты по-разному воздействуют на уровень сахара. Как видно из таблицы выше мед вызовет наиболее высокий скачок, нежели то же самое количество мякоти арбуза.

Кому важно ограничить глюкозу

Конечно, злоупотреблять сахарами не следует никому, поскольку легкоусвояемые углеводы, какими и являются сахара, очень быстро превращаются в жировую ткань. Эта тенденция к прибавке в весе очень известна как специализированным диетологам, так и худеющим любителям.

• отягощенная сахарным диабетом наследственность;
• уровень сахара крови на верхней границе нормы;
• наличие сахарного диабета 1 и 2 типа;
• преимущественно сидячий образ жизни;
• отсутствие физических и умственных нагрузок;
• наличие острых воспалительных процессов;
• заболевания ЖКТ, в частности, гастрит;
• послеоперационный период.

Почему важно ограничивать

Ограничение важный момент в вышеописанных случаях. Повышенный уровень глюкозы плохо сказывается на процессах восстановления, и открытые раны плохо заживают. В условиях стационаров раствор глюкозы вводят парентерально (в виде капельниц и уколов), в целях поддержания иммунной системы в целом, однако, делается это строго под наблюдением лечащего врача и периодическим контролем анализа крови.

Как придерживаться нормы, не лишая себя сладостей

Внезапно лишить себя сладостей, только потому, что вы большую часть дня проводите в офисном кресле, получится вряд ли, поэтому необходимо регулировать уровень глюкозы без вреда для здоровья. Обычный человек вряд ли станет покупать глюкометр только с целью контроля потребляемого сахара. Поэтому в рационе питания должны содержаться продукты, которые успешно снижают уровень сахара в крови, если проблемы с сахарами внезапно обнаружились, тогда такие продукты нужно включить в рацион обязательно. Поможет:

• орехи;
• соевый сыр;
• морепродукты;
• овощи;
• зелень;
• оливки;
• цитрусовые;
• бобовые;
• чай (без сахара).

Переизбыток сахара в крови плох ровно настолько, насколько и недостаток. Любой пациент с сахарным диабетом наверняка испытывал чувство «гипогликемии», для здоровых людей это состояние тоже не проходит бесследно, поэтому голодать долгое время нельзя, даже при соблюдении строгих диет. Лабораторная норма колеблется в пределах от 3,5 до 5,5. Если значение ниже предела, то такое состояние называют гипогликемией, и степень ее варьируется в зависимости от конкретных цифр. Гипогликемия, или снижения сахара в крови может привести:

• обмороку;
• слабость мышц;
• перебои в работе сердечной мышцы;
• общую вялость;
• головокружение;
• бледность;
• чувство голода.

При наличии сахарного диабета, помимо вышеперечисленных симптомов:

• кома;
• летальный исход;
• тошнота;
• судороги.

Самые важные моменты

Если вы по какой-то причине заметили тенденцию к повышению сахара, то не стоит выбрасывать в окно все продукты питания, оставляя только орехи и шиповник. Для начала попробуйте скорректировать свой режим питания, то есть принимайте пищу в определенные часы несколько дней. Через неделю или две стоит повторить результаты анализов, если уровень сахара все еще повышен, тогда стоит немного пересмотреть свой рацион, исключив продукты с большим содержанием глюкозы.

Иногда достаточно исключить из питания сладкие десерты, заменив их фруктами, а печенье галетами без сахара. Откажитесь от сладкого чая и кофе, исключите сладкую газировку. Так, уровень глюкозы встанет на место без особых на то усилий.

Глюкоза – основный источник энергии для мозга, как гласит текущий консенсус. 120 грамм глюкозы в день нам необходимы для поддержания оптимальной функции мозга . Альтернативная концепция состоит в том, . У обеих точек зрения есть весомые аргументы и исследования, говорящие об их правоте.

Хочется порассуждать на тему глюкозы и взвесить обе концепции.
В процессе предлагаю пройтись по:

• Метаболизму глюкозы;
• Метаболизму лактата и в меньшей степени кетонов;
• Функции транспортных белков, импортирующих глюкозу (GLUT);
• Происходящему в дыхательной цепи митохондрий;
• Попытаюсь сделать промежуточные выводы для себя.

Будет много базовых биохимических аспектов, выводы будут традиционно в конце.

Глюкоза. Метаболизм и проблема NAD +

Гликолиз в чистом виде (опуская все 10 шагов) выглядит так:

Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi > 2Pyruvare + 2NADH + 2ATP

При попадании в клетку глюкоза довольно быстро фосфорилируется до глюкозы-6-фостафа. В очень редких случаях в клетках есть избыток нефосфорилированной глюкозы.

• Пируват;
• Гликоген;
• Пентозофосфатный путь, он же PPP (NADPH, пуриновый метаболизм итд)

К гликогену и PPP применительно к мозгу я вернусь позже. Поговорим о пирувате.

Пируват мы можем использовать для синтеза аминокислот, промежуточных субстратов цикла Кребса, при необходимости для восстановления глюкозы итд – полноценный строительно-углеродный блок. Давайте вспомним окисление до ацетил-КоА, который является очень важным внутриклеточным энергетическим посредником:

Pyruvate + NAD+ + CoA-SH (кофермент А) + H+ > Acetyl-CoA + NADH + CO2

Трёхуглеродный пируват окисляется до двухуглеродного ацетил-КоА.

Судьба Ацетил-КоА куда менее разнообразна: молекула может поучаствовать в синтезе жиров/кетонов, а может отправиться в цикл Кребса (лимонной кислоты). Классическая картинка цикла Кребса ниже:

Acteyl-CoA + 3NAD+ + FAD+ + GDP + Pi + 3H2O > 2 CO2 + 3NADH + FADH2 + 3H+ + GTP + CoA

Ацетил-КоА в результате «прокрутки» цикла Кребса превращается в 2 молекулы углекислого газа, в процессе выделяя энергетическую валюту в виде GTP и доноры электронов х3 NADH и 1 FADH2.

В итоге из 1 молекулы глюкозы мы получаем 10 NADH и 2 FADH2. Молекул, которые являются донорами электронов в дыхательной цепи митохондрий.

Одновременно с этим вы можете вспомнить, что для гликолиза нужен NAD+ .

Если у нас много NADH, и мы по каким-то причинам не успеваем его использовать для восстановления комплекса 1 (запуская окислительного фосфорилирования) или других реакций, то сталкиваемся с дефицитом NAD+.

Дефицит NAD+ — это псевдогипоксия, если коротко. Вспоминая , Глюкоза восстанавливает 111 молекул NAD+ на 1000 созданных АТФ, кетоны восстанавливают лишь 41 NAD+ на 1000 созданных АТФ.

Количество глюкозы больше возможности ее «сжечь» = получаем псевдогипоксию . Кислород не может терминально «принять» электрон, потому что еще до запуска окислительного фосфорилирования (OxPhos), этот электрон надо «посадить» на NAD+ и уже полученный NADH передать в OxPhos.

Чтобы не было путаницы. Гипоксия – увеличенное соотношение NADH/NAD+ и остановка оксилительного фосфорилирования в виду отсутствия кислорода (остановки комплекса IV). Псевдогипоксия – нарушение аэробного метаболизма из-за того, что метаболизм глюкозы создает NADH и потребляет NAD+. В одном случае повышенное соотношение NADH/NAD+ следствие в другом – причина. Итог один – нарушение окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ.

NAD+ — «тонкое» место всего метаболизма через глюкозу.

Лактат и восстановление NAD +

Для восстановления NAD+, столь необходимого метаболизму глюкозы, организм обратимо восстанавливает пируват до лактата.

В процессе образования лактата NADH окисляется до NAD+.

Из-за необходимости в NAD+ метаболизм глюкозы невозможен без восстановления пирувата до лактата c параллельным окислением NADH до NAD+ . Наш организм прекрасен и старается оптимизировать процессы. В качестве примера приведу цикл Кори:

Мышцы во время интенсивных нагрузок сталкиваются с описанной выше проблемой восстановления NAD+, и усиленно восстанавливают NAD+ с помощью лактата.

И есть печень. Основной источник энергии которой – α-кето-кислоты. Также реакцию фосфорилирования глюкозы (первый этап гликолиза) в печени катализирует глюкокиназа, менее аффинитивный глюкозе изомер гексокиназы. Забегая вперед отмечу, что мембранный пассивный транспорт глюкозы (GLUT2) гепатоцитов забирает глюкозу только при большой ее концентрации и помощи инсулина.

Лактат из сердечно-сосудистой системы утилизирует печень, при помощи глюконеогенеза восстанавливая ее до глюкозы и возвращая глюкозу в кровь. Эта утилизация лактата и называется циклом Кори .

Проблема лактата в концентрации водорода. Концентрация водорода, как помните, определяет pH. Чем больше водорода – тем ниже и кислотнее pH, чем меньше водорода – тем выше и щелочней pH . В принципе кислотность – это способность быть донором/акцептором водорода, то есть кислотой/основанием.

Проблема в свою очередь pH – это влияние на конформацию и функцию белков.

«Неубранный» клеточный мисфолдинг – это большая проблема в большинстве нейрологических и метаболических заболеваний.

Цикл Кори снижает проблем лактата и лактоацидоза, но не полностью.

Гликизирование белков

Опять немного забегая вперед, мембранный транспорт глюкозы во всех клетках пассивный. Это значит, что глюкоза может попадать в клетки только когда концентрация глюкозы снаружи больше, чем внутри.

Гликизирование – это ковалентное соединение молекул сахаров с белками и жирами. Важным является то, что это соединение не катализируют ферменты. Присоединение сахаров к белкам зависит от концентрации сахаров и белка. Некоторые белки могут оптимально функционировать только после гликизирования в аппарате Гольджи клеток.

Но в тоже время «свободное» гликизирование (не в аппарате Гольджи, где это строго контролируется и проводится в четкой последовательности) ряда белков приведет к нарушению их функции .

Не зря гликизированный гемоглобин HbA1c один из установившихся признаков диабета, показывающий количество гемоглобина, прореагировавшего с глюкозой за последние примерно 4 месяца (срок жизни эритроцитов).

Вывод можно сделать простой: избыток глюкозы приводит к нарушению функции белков за счет повышенного гликизирования оных .

NADH и дыхательная цепь переноса электронов

Как помните, цепочка окислительно-восстановительных реакций в дыхательной цепи может начаться в комплексе I (NADH) или в комплексе II (FADH2). Тему я ранее освещал в серию из 3 постов: , .

NADH . Примерно 2,5 АТФ; Комплекс I (выкачка протонов). Суперкомплексы из I-III-IV.

FADH2 . Примерно 1,5 АТФ; Комплекс II (нет выкачки протонов). Комплекс II не образует суперкомплексов.

• Глюкоза: NADH/FADH2 – 5:1
• Жирные кислоты: NADH/FADH2 – 2:1 (на примере пальмитата);
• Β-гидроксибутират (BOHB): 8:3 (2,66: 1)
• Ацетоацетат: 7:3 (2:33: 1)

В соотношениях NADH/FADH2 для кетонов и жиров есть пара «если» в цикле Кребса, но в целом картина ясна.

С жирами/кетонами есть 2 противоречащих тенденции:

• Они содержат больше свободной энергии (G), чем углеводы;
• Они расходуются более «медленно» при помощи менее энергоёмкого переносчика электрона и через комплекс, который не выкачивает протоны (меньше вклад в создание АТФ).

Хотя не такое оно и противоречивое. Жиры – топливо, которое мы запасаем в «сытое» время, чтобы в «голодное» могли им пользоваться. Поэтому логично, что жиры содержат больше свободной энергии (G) и при этом «сгорают» в дыхательной цепи с меньшим «сиянием».

Для переноса электронов с I и II комплекса нужен CoQ (коэнзим Q) в окисленной форме. Его нужно восстановить и отправить с электроном на комплекс III.

Чтобы не углубляться в дебри, которые мы разбирали в трех статьях:

• Стимуляция in vitro комплекса I создает Х количество реактивных видов кислорода;
• Стимуляция in vitro комплекса II создает 6Х реактивных видов кислорода;
  1. CoQ находится в восстановленном состоянии;
  2. Что создает обратный поток электронов (Reverse Electron transport) и поток супероксидов в комплекс I;
  3. С последующей обратимой деградацией цистеиновых белков комплекса I;
  4. То есть жиры не только горят «менее ярко» и «дольше», но и не подавляют метаболизм через более быстрый и энергоёмкий комплекс I / NADH;
• Стимуляция in vitro комплексов I и II создаёт 20Х реактивных видов кислорода.

Я не хочу очень много останавливаться на реактивных видах кислорода (ROS), но с ними по доброй традиции разницу яда и лекарства определяет доза, примеры:

• Кето после гипергликемии снизит количество ROS;
• Повышение ROS на кето сигнализирует POMC нейронам гипоталамуса о чувстве сытости;
• Небольшое повышение ROS на кето после умеренной углеводной диеты имеет горметический эффект и запускает ряд восстановительных адаптаций в организме
• Многое другое.

Вывод : гипергликемия опасна огромным количество реактивных видов кислорода и вредом митохондриям.

Коротко и простыми словами: обжорство без меры вредно и может поуничтожать вам митохондрии; сладким проще этого добиться, чем жирным, сладким+жирным еще проще (особенно хорошо для этих целей сладкое дополняют ненасыщенные жиры).

Мембранный транспорт глюкозы

Глюкоза в клетки попадает в основном пассивно через специальные транспортеры (GLUT). Пассивный транспорт означает, что глюкоза может попадать из большей концентрации в меньшую.

Разновидность GLUT определяется как правило функцией клетки. Давайте вспомните хотя бы несколько разновидностей GLUT (ниже картина сознательно неполная для нагладяности).

В итоге мы получаем, что нейроны обладают транспорными белками глюкозы, очень к ней чувствительными.

Эритроциты живут примерно 120 дней, для попадания в миоциты и адипоциты глюкозе нужен инсулин, в печень глюкоза попадает только при высокой концентрации (и у печени есть еще ряд особенностей метаболизма глюкозы (вроде глюкокиназы вместо гексокиназы). У нейронов подобно защиты от глюкозы нет.

Только из анализа GLUT можно сделать два вывода:

• Что глюкоза для мозга очень важна, поэтому мозг так «чуток» к ней;
• Что нейроны крайне подвержены вреду гипергликемии, хотя должны жить вечно.

Для подкрепления 2-го тезиса напомню, что гексокиназа очень быстро фосфорилирует глюкозу при попадании последней клетку. Поэтому как правило снаружи глюкозы всегда больше, чем внутри клетки, что необходимо для пассивного транспорта глюкозы в цитозоль.

GLUT1 в гемато-энцефалическом барьере могут пропускать 100 грамм глюкозы в минуту. GLUT3 в нейронах более аффинитивны глюкозе, и их транспортная «вместимость» еще больше.

Неоспоримая важность глюкозы для мозга приводит нас к следующей подтеме.

Нейроны и глюкоза

Нейроны должны «жить» вечно и исправно передавать электрические сигналы. Нейрогенез на месте «погибшего» нейрона не заменяет «старичка» и его участие в гомологических связях. Смерть нейронов – плохо.

Теперь возьмём предыдущие доводы о вреде гипергликемии (лактоацидоз, псевдогипоксия, вредный избыток ROS) + помножим это на высокоаффинитивный глюкозе GLUT3 и отсутствие значимой фильтации количества поступающей глюкозы на уровне ГЭБ и элементов гликолиза, то возникает вопрос: как нейроны могут защититься от потенциально смертельной гипергликемии?

Ответ: никак.

И есть еще одна особенность нейронов, продиктованная их функцией: они не запасают гликоген. Отчасти это свойство постоянно «работающих» клеток. Допустим, запас гликогена постоянно сокращающихся кардиомиоцитов значительно ниже других миоцитов. И постоянно работающее сердце 80% энергетических потребностей закрывает бета-оксидацией жиров. Другая функциональная особенность – постоянная потребность в энергии и строительных белках. Активность мышц вариабельна, поэтому они запасают гликоген на случай повышения активности.

Давайте вспомним на что может быть расходована глюкоза и переложим это на нейроны:

• гликоген (нейроны не запасают);
• пируват (цикл Кребса, синтез углеродных «строительных блоков);
• пентозо-фостафный путь (синтез нуклеиновых кислот и восстановителя NADPH);

В данном случае мы знаем, что у нейронов подавлена фосфоглюкокиназа, один из ферментов, необходимых для гликолиза . Этот фермент катализирует необратимую (с гидролизом АТФ) реакцию фосфорилирования фруктозы-6-фосфата до фруктозы-1,6-бифосфата. Образование фруктозы-1,6-бифосфата – это committed step на метаболической развилке между пируватом и пентозо-фосфатным путём.

Получаем, что нейроны функционально блокируют образование пирувата из глюкозы, а вместо этого пускают глюкозу через пентозо-фосфатный путь на пуриновый метаболизм и нахождение в восстановленном состоянии .

Это логично сочетается с функцией «вечной» жизни: нуклеиновые кислоты для ремонта и поддержки ДНК и синтеза белков; NADPH, чтобы находится в более восстановленном энергетическом состоянии.

Однако возникает вопрос: Откуда энергия, если глюкоза уходит в основном не на энергию, а на PPP?

Может сложиться верное впечатление, что с «сахарным» вопросом нейронам не справиться без посторонней помощи . И она имеется. У нейронов есть «клетки-няньки» астроциты, которые вполне возобновимы и могут хранить незначительные запасы гликогена.

Лактатный шатл астроцитов и глюкоза

Лактатный шаттл астроцитов – гипотеза, медленно набирающая обороты в научном мире. Суть ее состоит в том, что глюкоза перерабатывается в астоцитах до лактата, астроциты впоследствии в формате cell- to- cell передают лактат нейронам . Это не отменяет того факта, что нейроны могут сами использовать глюкозу. Лактат, напомню, это восстановленный пируват. Он окисляется до пирувата с образованием NADH.

Возвращаясь к транспортным мембранным белкам заметим, что у астроцитов доминирует GLUT1, менее аффинитивный глюкозе, чем GLUT3. В целом это так. Однако, например, омега-3 ненасыщенные жиры усиливают экспрессию GLUT1 белков (потребление глюкозы астроцитами в данном случае) .

Еще один «удар» по GLUT3 наносит глутамат. Нейротрансмиттер, связанный с процессами возбуждения нервной системы. Возбуждение – повышение активности – повышенная энергопотребность. Но глутамат-опосредованное возбуждение снижает аффинитивность глюкозе GLUT3 (нейроны) и повышает аффинитивность глюкозе GLUT1 (астроциты) .

Вот некоторые доводы в пользу лактатной гипотезы:

• Гипотеза позволяет решить текущие противоречия в метаболизме глюкозы нейронами (откуда энергия, если глюкоза на нуклеиновые кислоты и восстановленное состояние);
• In vivo уже сумели продемонстрировать cell-to-cell лактатный шатл;
• Изомер лактат дегидогеназы (LDH-5), который способствует восстановлению пирувата до лактата доминирует в астроцитах, а в нейронах доминирует изомер фермента (LDH-1), который связан в большей степени с утилизацией лактата;
• В плане транспорта лактата у астроцитов активны клеточные белки MCT1/MCT4, с низкой аффинитивностью лактату, но которые могут его транспортировать наружу; у нейронов более выражен изомер MCT2, более аффинитивный лактату и связанный забором его в клетку;
• Противоположные данные (что у астроцитов более аффинитивные лактату клеточные белки) были In vitro и в нефизиологических условиях (температура 20 и 25 градусов), что все вместе могло изменить форму и функцию белков.
• Гипотеза выдерживает особенности работы GLUT1 и GLUT3 в виду внешних факторов и специфики связки астроциты/нейроны

Выводы:

• Глюкоза потребляет глюкозу в основном для синтеза нуклеиновых кислоты и нахождения в восстановленном состоянии;
• Гипотеза лактатного шатла астроцитов логично дополняет наши проблемы в понимании метаболизма глюкозы нейронами

Остающийся вопрос: как это всё противостоит гипергликемии?

Ответ прежний: никак; лактатный шатл лишь позволяет объяснить некоторые противоречия в метаболизме глюкозы.

Глюкоза же после анализа ее метаболизма нейронами приобретает еще большее значение. От нее зависит структурная целостность ДНК нейронов. И в меньшей степени энергопотребление.

По всем анализируемым выше признакам мозг адаптировался чувствовать минимальные значения глюкозы, а организм научился ее синтезировать в ходе глюконеогенеза.

vs Жир

Пора сравнить жиры (кетоны) и глюкозу как источник энергии для мозга. Гемато-энцефалический барьер не пропускает длинноцепочные жировые кислоты, поэтому организм использует кетоны, которые он синтезирует из ацетил-коА при недостатке глюкозы и избытке ацетил-коА. Чего мы добиваемся голоданием или кето-диетой.

Вывод до банальности очевиден, глюкоза – более универсальная молекула. Это и топливо, и строительные блоки для белков и нуклеиновых кислот. Кетоны/жиры – резервное топливо для периода голодания (что мы и имитируем кето).

Выводы о глюкозе

• У глюкозы есть 3 принципиальных пути утилизации:
  • Гликоген (для мозга неактуально);
  • Пируват (цикл Кребс, строительный блок для белков, жиров);
  • Пентозо-фостатный путь (синтез нуклеиновых кислот, нахождение в восстановленном состоянии)
• Глюкоза дает больше АТФ в секунду времени, но переедание глюкозой связано с как минимум тремя потенциально опасными моментами:
  • Лактоацидозом (вследствии необходимости восстанавливать NAD+ при помощи лактата);
  • Гликизированием (и нарушением функции белков);
  • Патологическим количеством ROS при объедании;
• Нейроны адаптировались чувствовать малые количества глюкозы и с гипергликемией им самим не справиться;
• Нейроны не синтезируют гликоген и у них отчасти подавлен синтез пирувата, он используют глюкозу в основном для поддержания целостности ДНК и нахождения в восстановленном состоянии (PPP);
• Лактатный шатл астроцитов снабжает нейроны лактатом (легко окисляемым до пирувата с выделением NADH); лактатный шатл не защищает нейроны от гипергликемии;
• Жиры – более энергоёмкая форма топлива, но из Ацетил-коА невозможно получить строительные блоки для синтеза белков. В жирах больше потенциальной и получаемой энергии, но в минуту времени жиры могут сгенерировать меньше энергии, чем глюкоза.

Время чтения: 3 минуты

Глюкоза для мозга — в каких продуктах её больше всего? Глюкоза — это один из самых простых видов сахара и основной источник энергии для нашего тела. С помощью гормона инсулина, клетки способны тянуть глюкозу из крови для использования в качестве топлива.

Глюкоза для мозга — в каких продуктах содержится?

Почти все углеводсодержащие продукты питания, от фруктов до хлеба, имеют определённый уровень глюкозы, хотя фрукты обычно содержат более высокий уровень.

Итак, глюкоза для мозга — в каких продуктах её больше всего?

Сухофрукты.

Сухофрукт — один из самых богатых источников глюкозы, который вы можете съесть. Одна чашка изюма даёт вам более 45 грамм глюкозы. Чернослив и курага почти такое же количество глюкозы в 1 стакане. Сушеный инжир несколько ниже, обеспечивая около 37 граммов глюкозы в 1 чашке.

Свежие Фрукты.

Как правило, все виды фруктов имеют определённый уровень глюкозы.

Ломтики киви почти 10 граммов, такое же количество в черносливе (ближе к 9г). Чашка нарезанной кубиками папайи имеет 6 граммов, а большая груша содержит до 5 грамм. Нарезанная кубиками мускатная дыня, сырые мандарины и среднее яблоко — каждый перечисленный плод содержит от 3,5 до 4,5 граммов глюкозы. Около 3 граммов глюкозы, вы можете иметь от персика или 1 стакана свежей клубники.

Сиропы и жидкие источники.

Мёд и подсластители имеют большое количество глюкозы. Вы получите больше, чем 30 граммов глюкозы из одну четверть стакана мёда. Такое же количество патоки имеет всего 10 грамм. Нектары полны натурального сахара, что даёт вам около 15 грамм глюкозы на одну чашку.

Неважно, какой вид сока вы предпочитаете, вы всё равно будете получать глюкозу для организма.

Несладкий виноградный сок содержит более 17 граммов на стакан, купажированный яблочный сок около 9 грамм, апельсиновый сок содержит около 6 граммов, а овощной сок — 3,5 грамма.

Прочие пищевые продукты.

Глюкоза для мозга — в каких продуктах она содержится кроме вышеперечисленных?

Зерновые, бобовые, овощи и орехи содержат глюкозу, но совсем немного. Обычно хлеб содержит 0,5 грамм глюкозы на 1 ломтик. Фасоль также имеет меньше 0,5 грамм глюкозы на 1 стакан.

Чашка брокколи, грибы шиитаке, сладкий печёный картофель, ломтики огурца содержат менее чем 0,5 грамм глюкозы.

Где содержатся фруктоза и глюкоза, лучше всего знают диабетики, вынужденные четко следить за своей программой питания. Не будет лишней эта информация и для тех, кто заинтересован в создании качественной диеты. В норме глюкоза в наш организм попадает ежедневно, так как содержится в самых разных продуктах. При ее переработке человеческие системы, ткани получают необходимые запасы энергии, поэтому отказ от глюкозы невозможен, но уровень этого соединения нужно держать под контролем, чтобы не столкнуться с неприятностями.

Общая информация

Глюкоза, фруктоза поступают из богатой углеводами пищи. В организме эти соединения кровью разносятся по тканям и клеткам. Особенно много глюкозы в винограде, поэтому нередко его называют сахаром. В несколько меньшей степени, но все же много, находят соединение в других фруктах, ягодах. Зная концентрации, можно спланировать хорошую, полезную, здоровую, полноценную диету.

Без глюкозы существовать человек не сможет, поэтому полностью отказываться от ее источников невозможно. Продукты, где больше всего содержится глюкозы, перечислены ниже:

• сахар;
• сладости;
• пшеничный хлеб;
• виноград;
• дыни, бананы;
• бобы, фасоль;
• капуста;
• морковь.

Особый случай

Список продуктов, где содержится глюкоза, можно смело начинать с картофеля, кукурузы. Отличительная особенность этих продуктов - форма углевода: десятипроцентный крахмал. Именно из него клетки организма и добывают энергию. А вот мед отличается тем, что кроме глюкозы содержит и фруктозу, то есть вдвойне полезен для человеческого организма.

Чтобы поддерживать организм в норме, необходимо ежедневно получать с пищей не менее 50 г углевода. Рекомендуют отдавать предпочтение сложным продуктам питания, чтобы клетки самостоятельно вырабатывали моносахарид. Конечно, гораздо проще употреблять в пищу очищенный сахар, но это негативно сказывается на работе всех систем организма.

Как избавиться от излишков?

Важно не только знать, где содержится много глюкозы (выше уже перечислены основные источники), но и иметь представление о тех компонентах диеты, которые помогают снизить концентрацию этого углевода в кровеносной системе.

Чтобы нормализовать концентрацию сахаров в крови, следует включить в постоянное меню:

• соевый сыр;
• орехи;
• корицу;
• овсянку;
• цитрус;
• имбирный корень.

Полезные компоненты

Положительным влиянием на человеческое здоровье отличаются все разновидности капусты, плоды вишни и авокадо, а также масло, отжимаемое изо льна. Обязательно нужно включать в свой рацион не только те продукты, где содержится глюкоза, но и бобовые, томаты, мясо птицы, рыбу, злаки, благодаря которым корректируется норма углевода. Хорошим дополнением программы питания будут лук, грибы, черника, арбуз, напитки из трав и плодов, собранных самостоятельно (смородина, шиповник, боярышник). Можно готовить фреши на основе груши, малины, картофеля, пить капустный сок и свежий чай - предпочтение отдают зеленому. Полезными в разумных количествах будут сыр, масло.

Диетологи, рассказывая, где содержится глюкоза и какие продукты помогают корректировать ее концентрацию в организме, обращают внимание на свежие овощи. Впрочем, полезны они не только благодаря способности контролировать уровень углевода, но и за счет обилия витаминов.

Где содержится глюкоза: таблица

Список наиболее богатых углеводом продуктов можно увидеть на фото ниже.

Указанные концентрации примерные. Для овощей, фруктов средние показатели вывести сложно, слишком многое зависит от конкретного сорта и условий произрастания растения.

Зачем нам это нужно?

Почему важно употреблять те продукты, где содержится глюкоза, могут достаточно подробно объяснить диетологи. Углевод активно участвует в обменных процессах в организме. Недостаточность проявляется общей слабостью и повышенной утомляемостью, человек ощущает сперва легкое недомогание, постепенно ситуация ухудшается. Глюкоза - универсальный энергетический источник, который в адекватных концентрациях благотворно влияет на деятельность сосудов, сердца, нервной системы, печени.

Большая часть медикаментов из класса заменителей крови, а также призванных бороться с шоковыми состояниями, инфицированием содержат глюкозу в качестве активного компонента. Известно, что она помогает справляться со стрессами, перенапряжением, положительно влияет на самочувствие.

А сколько нужно?

Потребность в глюкозе строго индивидуальна. Многое определяется образом жизни человека, видом его деятельности, а также общим состоянием организма, психики. Так, если человек ведет активную жизнь, сталкивается с постоянными нагрузками, это приводит к существенному расходу глюкозы - основного источника энергии. Для поддержания здоровья нужно потреблять достаточно много углеводов. При малоактивном образе и наличии ряда патологий придется воздерживаться от обилия таких продуктов, разрешая себе лишь ограниченный объем и контролируя качество крови с установленной регулярностью.

Это любопытно

Впервые глюкозу открыли в начале позапрошлого столетия, честь быть первым принадлежит английскому химику Уильяму Прауту. Обнаруженный углевод вызвал интерес научного сообщества, было поставлено немало экспериментов, показавших, что именно из него в организме добывается энергия. Кроме растительного крахмала глюкозой богат гликоген мышечных тканей.

Чтобы высчитать точно, сколько в день глюкозы должно поступать в организм, можно обратиться к диетологу. Для расчета учитывают вес человека: например, для 75 кг в среднем нужно 190 г глюкозы, из которых две трети расходуются мозгом. Если наблюдаются проблемы с работой желудка или кишечника, концентрацию глюкозы в пище рекомендуют повысить, так как ее усвояемость ухудшается. Корректировка требуется, если есть основания для причисления к группе риска по диабету.

Глюкоза: особенности влияния на организм

Известно, что этот углевод стимулирует иммунитет, поэтому употребление содержащих его продуктов помогает в реабилитационном периоде после различных патологий. Одновременно с этим компонент обеззараживает, поскольку инициирует функционирование печени. Глюкоза борется с депрессиями, так как помогает производить эндорфин. Ученые обнаружили, что под влиянием углевода активизируется деятельность элементов кровеносной системы, а вместе с этим контролируется аппетит.

В крови количество глюкозы регулируется гормоном инсулином, производимым поджелудочной железой. Под влиянием этого соединения происходит быстрое всасывание углевода. При нарушении выработки инсулина наблюдаются проблемы с усвояемостью, опасные для жизни больного. Для их купирования необходимо регулярное введение синтетического гормонального заменителя.

Глюкоза, продукты и польза: что выбрать?

Список содержащих углевод ингредиентов, подходящих для приготовления пищи, достаточно широкий. Не все из них в равной степени полезны. Как говорят врачи, предпочтение по возможности нужно отдавать меду. Это природный антибиотик, который одновременно богат фруктозой, глюкозой. Правда, нужно быть осторожным: переизбыток меда в организме может привести к неприятным реакциям. Также необходимо перед употреблением проверить, нет ли аллергии: именно на мед она развивается достаточно часто, особенно у маленьких детей.

Аккуратность - залог здоровья

Переизбыток моносахарида провоцирует набор лишнего веса, проблемы с обменом веществ и ухудшение общего состояния организма. Чтобы не сталкиваться с такими итогами, нужно четко контролировать объемы поступающей в пищу глюкозы. Если анализы показывают повышенную концентрацию этого соединения, нужно задуматься о введении специальных продуктов, снижающих показатель - выше дан перечень.