От чего зависит усвояемость жиров, белков и углеводов

Профессиональный тренер, преподаватель физической культуры, мастер спорта по скалолазанию.

Написано

175 статей

Но вся ли пища усваивается нашим организмом? К сожалению, нет. Стопроцентной усвояемостью питательные вещества, поступающие в наш организм, не обладают. И, подсчитывая количество калорий, белков, жиров и углеводов в тарелке, надо понимать, что далеко не все они будут усвоены. Часть питательных веществ отправится в унитаз. Но, понимая особенности пищеварения и факторы, влияющие на усвоение пищи, ситуацию можно исправить в лучшую сторону.  

Для начала познакомимся со своей пищеварительной системой ближе. 

Первый этап пищеварения — ротовая полость

Процесс усвояемости пищи начинается сразу, как только еда попадает в рот.

Пища сразу смешивается со слюной, измельчается зубами. Ферменты, которые содержит слюна, запускают процесс пищеварения. Измельченную пищу мы проглатываем и она попадает в пищевод. 

Что происходит с пищей в пищеводе 

Пищевод расположен между глоткой и желудком. Чтобы проглотить пищу, нам требуются определенные усилия. Чем тщательнее зубы измельчают еду, тем легче она проходит по пищеводу до места соединения его с желудком. Здесь расположен своеобразный клапан. Это кольцевые мышцы — нижний сфинктер пищевода. Пища давит на него, клапан открывается и еда попадает в желудок. 

Три важных пищеварительных процесса в желудке

В желудке происходят три важных процесса, связанных с усвояемостью жиров, белков и углеводов.

  1. Хранение пищи. 

Желудок работает как накопитель. Если еды и напитков много, орган увеличивается — растягиваются мышцы верхней части желудка.

  1. Смешение еды с желудочным соком. 

Процесс происходит в нижней части желудка. Там всегда находится небольшое количество желудочного сока, но если пищи много, сок вырабатывается дополнительно. В основе желудочного сока — соляная кислота и пищевые ферменты, расщепляющие на данном этапе, в основном,  белок. Соляная кислота агрессивна и была бы опасна для стенок желудка, не будь они покрыты 1,5 мм слоем слизи — защитным барьером желудка.

  1. Транспортировка смешанной с желудочным соком пищи в тонкий кишечник

Желудок это большой полый орган со своими мышцами. Мышечный слой приводит в движение стенки желудка и благодаря этому еда продвигается  через пищеварительную систему. Если бы это было невозможно, пища просто застаивалась бы в желудке. Процесс сокращения органов ЖКТ называют перистальтикой. 

Процессы, происходящие в тонком кишечнике

Обработанная пища попадает в двенадцатиперстную кишку. Здесь, под воздействием сока поджелудочной железы и ферментов тонкого кишечника продолжается расщепление и усвоение макронутриентов — белков, жиров и углеводов. Углеводы превращаются в глюкозу, белки расщепляются на аминокислоты, липиды — на жирные кислоты и моноглицериды. 

Усвоение и расщепление жиров происходит под воздействием желчи. Расщепленные вещества всасываются через стенки тонкого кишечника в кровь, и распространяются по организму. Непереваренные частицы попадают в толстый кишечник. 

Толстый кишечник — выжимает по максимуму

Даже те частицы, которые не удалось переварить, организм пытается использовать с пользой для себя. Так, в толстом кишечнике всасывается вода и оставшиеся витамины. Остальные отходы организм считает бесполезными и формирует из них каловые массы — на выброс. Они попадают в прямую кишку и выводятся естественным образом. 

После того как мы проследили путь пищи от входа в организм и выхода отходов, поговорим более подробно о механизмах усвоения белков, жиров и углеводов.

Усвоение углеводов

Процесс усвоения углеводов начинается во рту и продолжается до тех пор, пока органические соединения не расщепляются до глюкозы. Глюкоза поступает во все клетки организма и сжигается, образуя углекислый газ, воду и энергию. Благодаря полученной энергии мы дышим, двигаемся, мыслим, питаемся.

У углеводов разных типов различные механизмы усвоения. Простые или быстрые углеводы расщепляются очень быстро. Уровень сахара в крови резко поднимается. Таким продуктам присваивают высокий ГИ — гликемический индекс. Сложные или медленные углеводы расщепляются долго, резкого подъема сахара в крови не наблюдается. Это значит, что у таких продуктов низкий гликемический индекс. 

Чем больше измельчен продукт, тем выше его ГИ. Чем больше в пище клетчатки, тем ее ГИ ниже. В то же время большое количество клетчатки снижает усвояемость пищи. Но польза клетчатки перевешивает этот небольшой минус.  Клетчатка усиливает перистальтику кишечника, помогает передвижению пищи по ЖКТ, выводит неусвоенные организмом пищевые вещества. Специалисты утверждают, что введение в рацион продуктов, в составе которых нерастворимая клетчатка, снижает риск развития колоректального рака и дивертикулита кишечника.

Источники клетчатки — овощи, крупы, ржаной хлеб.

Усвоение белков

Питательная ценность белка зависит от его аминокислотного состава и способности усваиваться организмом. 

С пищей мы получаем белки двух категорий:

Источники полноценных белков это, в основном, животные белки — мясо, яйца, рыба, молочные продукты. Неполноценные белки имеют растительное происхождение, за исключением соевого белка, аминокислотный состав которого практически повторяет мясной.

Считается, что при сгорании белков выделяется 4, 1 ккал энергии. Но фактическая калорийность белков ниже — около 3 ккал на 1 г, так как усвоение белков требует энергии на 30% больше, чем усвоение жиров и углеводов. Для компенсации возросших энергозатрат организм использует жировое депо — свой энергетический запас.

Жировая ткань начинает активно расходоваться, компенсируя нужды организма. Этот принцип лежит в основе диет для похудения.

На усвоение белка уходит много времени, благодаря этому после приема белковой пищи мы достаточно долго чувствуем себя сытыми. Но преимущества белков не только в этом. Белок не только долго сам усваивается, но и удлиняет процесс усвоения углеводов. Это снижает суммарный гликемический индекс пищи, и появляется возможность без скачков инсулина долго поддерживать требуемый уровень сахара в крови. Благодаря этому мы без проблем справляемся с чувством голода. 

Особенности усвоения жиров

Если на расщепление белка организм затрачивает 20-30% от общего числа “белковых” калорий, то на расщепление жира уходит менее 10%. Это объясняет, почему организм накапливает в первую очередь жиры. 

Переваривание жиров начинается в желудке, под действием липазы — одного из ферментов пищеварительного сока, который образует поджелудочная железа.

Под действием механических процессов — перемешивания и взбалтывания, жиры эмульгируются до мелких капель, а затем, под воздействием солей желчных кислот и фосфолипидов, до мелко дисперсионных микрочастиц размером менее 1 мм. Но общий вклад липазы в деле расщепления жиров желудке невелик — всего 10%. Основной процесс переваривания и всасывания жиров происходит в двенадцатиперстной кишке, под влиянием желчи. 

Желчь образуется в желчном пузыре постоянно, но в двенадцатиперстную кишку попадает порционными вбросами — как правило, во время еды. Она воздействует на жир, раздробляя его на мелкие частицы, которые потом легко расщепляются ферментами. 

От чего зависит усвояемость белка

Жиры и углеводы усваиваются хорошо почти при любом составе пищи. С белками все сложнее. Животные белки усваиваются лучше, чем растительные. Например, усвояемость белков мяса, рыбы, яиц, молока доходит до 96-98%. В растительных продуктах клеточные оболочки состоят из клетчатки, на которую пищеварительные соки практически не действуют. Поэтому усвояемость белков ржаного хлеба обычного помола составляет около 75%, а белков пшена, например, и того меньше — 60-65%.

Усвояемость смешанных продуктов — растительного и животного происхождения, варьируется в пределах 80-90%.

Как повысить усвоение белка:

При избытке жира усвояемость всей пищи снижается. Особенно, при нехватке углеводов. Наиболее резко это проявляется у детей. Как показывают исследования, для детского рациона оптимальное соотношение белка, жира и углеводов 1:1:4. 

В рационе взрослых также при преобладании жиров над белками и снижении количества углеводов усвояемость пищи, особенно, белковой, значительно снижается.

Если мы едим мясо с хлебом, белок усваивается на 75%. Если хлеб заменить овощами, усваиваемость белков поднимется до 85-90%. Объясняется это экстрактивными веществами, которые содержатся в овощах и усиливают образование желудочного сока. Также не стоит сбрасывать со счетов витамины и минеральные вещества, которые находятся в овощах — разумный организм пытается извлечь из продуктов максимум пользы для себя.  

Если внешний вид и запах продуктов приятен, организм выделяет желудочный сок еще до того, как они попадают в организм. Поэтому желудок встречает пищу уже подготовленным — пищеварительный сок выделился и способен приступить к перевариванию продуктов.

Обучающий онлайн-курс «Правильное питание» от врача диетолога-нутрициолога  

Инна Кононенко в уроках расскажет, как строить режим питания, который подходит именно тебе, от каких продуктов рациона лучше отказаться, а каких добавить больше. Разберёшься с нормой воды, окончательно наведёшь порядок в жирах, белках и углеводах.  

Мы — то, что мы едим. Строй свой организм только из качественных “стройматериалов”.

Действительно, пищеварение начинается до поступления пищи в рот. Ферменты и желудочные соки начинают выделяться, когда мы чувствуем аромат еды, смотрим на нее. Поэтому так важно во время трапезы быть в моменте: не отвлекаться на просмотр телевизора или гаджетов, сосредоточиться на жевании и ощущениях от еды. Это значительно повысит качество пищеварения! Попробуйте перед приемом пищи сесть, расслабиться, сделать пару тройку глубоких вдохов и выдохов и хотя бы несколько первых укусов наблюдать за тем, как вы жуете и что чувствуете во рту! Какая на вкус и по текстуре пища? Сладкая, соленая, кислая, острая? Теплая, холодная или горячая? Мягкая или жесткая? Сочная или сухая? Так вы поможете уму переключиться из режима суеты в режим концентрации на процессе. Уверена, что в таком состоянии даже переесть будет сложно и вы встанете из-за стола с ощущением легкости!

Усвоение белков, жиров, углеводов. Гликемическая нагрузка – Sektascience: научно-популярный журнал

Некоторые полагают, что углеводы, жиры и белки всегда полностью усваиваются организмом. Многие думают, что абсолютно все присутствующие на их тарелке (и, конечно, подсчитанные) калории поступят в кровь и оставят свой след в организме. На самом деле все обстоит иначе. Давайте рассмотрим усвоение каждого из макронутриентов по отдельности.

Переваривание (усвоение) – это совокупность механических и биохимических процессов, благодаря которым поглощаемая человеком пища преобразуется в вещества, необходимые для функционирования организма.

Процесс переваривания обычно начинается уже во рту, после чего пережеванная пища попадает в желудок, где подвергается различным биохимическим обработкам (в основном на данном этапе обрабатывается белок). Продолжается процесс в тонком кишечнике, где под воздействием различных пищевых ферментов происходит превращение углеводов в глюкозу, расщепление липидов на жирные кислоты и моноглицериды, а белков – на аминокислоты. Все эти вещества, всасываясь через стенки кишечника, попадают в кровь и разносятся по всему организму.

Усвоение макронутриентов

Всасывание макронутриентов не длится часами и не растягивается на все 6,5 метров тонкой кишки. Усвоение углеводов и липидов на 80%, а белков – на 50% осуществляется на протяжении первых 70 сантиметров тонкого кишечника.

Усвоение углеводов

Усвоение различных типов углеводов происходит по-разному, так как они имеют различную химическую структуру. Для визуализации этой разницы и принципов переваривания основные этапы для простых и сложных углеводов представлены в инфографике ниже.

Скачать инфографику в формате PDF

Как и почему отличается скорость усвоения различных углеводов?
Гликемический индекс (ГИ) – это система классификации гликемического потенциала углеводов в различных продуктах по шкале от 1 до 100 в соответствии с тем, насколько они поднимают уровень сахара в крови после их употребления.

Высокий гликемический индекс продукта означает, что в результате его переваривания подъём уровня глюкозы в крови будет значительным. Низкий гликемический индекс продукта указывает, что его усвоение организмом изменит содержание глюкозы в крови незначительно.

Диета, основанная на продуктах питания с низким ГИ, является крайне эффективной для людей с сахарным диабетом.

Для того чтобы определить гликемический индекс продукта, берется порция, содержащая 50 г или 25 г подлежащего усвоению углевода (т. е. вычитаются все неусваиваемые углеводы в продукте). Эти продукты предлагаются обычно группе из 8-10 человек, которые не ели со вчерашнего дня (т. е. соблюдали ночной пост). Замеры уровня сахара в крови (методом пробы крови из пальца) делаются с интервалами в 15-30 минут в течение двух часов.

Результаты замеров позволяют воспроизвести график (см. картинку), на котором вся площадь под полученной кривой отражает общий рост уровня сахара в крови. Эта величина делится на число, полученное от стандарта (глюкоза или белый хлеб), и умножается на 100 для получения процентной величины.

На графике вы можете видеть, как продукты с различным значением ГИ изменяют уровень глюкозы (гликемию) в крови после употребления. У завтрака с высокий гликемическим индексом – высокий пик подъема уровня глюкозы, у завтрака с низким ГИ – кривая более пологая.

Важно отметить, что пик гликемии наступает примерно в одно и то же время для всех видов углеводов, вне зависимости от того, сложен или прост состав их молекулы.

Таким образом, популярные понятия быстрых и медленных углеводов не являются корректными. Множество исследований показало, что в первоначальной теории скорость попадания глюкозы в кровь была ошибочно принята за скорость переваривания, действительно отличающуюся у разных углеводов. 

За последние три десятилетия исследователи измерили гликемический индекс нескольких тысяч продуктов.

Важно понимать, что гликемический индекс не является постоянной величиной. Его значение зависит от ряда параметров: происхождение, сорт и разновидность продукта (для злаковых, фруктов), степень созревания (для фруктов), термическая и гидротермическая обработка, вид переработки продукта (дробление, измельчение до муки), а также индивидуальные особенности организма каждого человека и другие факторы.

Гликемический индекс определенных продуктов может также зависеть от того, с чем эти продукты употребляются. Оливковое масло или что-то кислое, например, уксус или лимонный сок, могут замедлить превращение крахмала в сахар и таким образом снизить гликемический индекс.

Смотреть только на какой-то один параметр не имеет смысла — необходимо комплексно рассматривать картину.

«Некоторые продукты (например, морковь, арбуз) имеют высокий ГИ, но их стандартная порция содержит так мало углеводов, что влияние на уровень сахара в крови незначительно. Другие (например, сладкая газировка) имеют умеренный ГИ, поскольку содержат достаточное количество фруктозы, которая имеет относительно незначительное влияние на уровень сахара в крови. Но они при этом могут содержать большое количество глюкозы, которая повышает уровень сахара», – предупреждает доктор Франк Ху, профессор питания и эпидемиологии в Гарвардской школе общественного здравоохранения.

Гликемическая нагрузка

Помимо ГИ для регуляции уровня глюкозы в крови диетологами было предложено также учитывать и гликемическую нагрузку продуктов (ГН).

Гликемическая нагрузка (ГН) принимает в расчет и ГИ продукта, и количество углеводов в нём. Нередко у продуктов с высоким ГИ будет маленькая ГН. Формула подсчета ГН:

Пример:

  • Кабачки готовые (ГИ=75). ГН = 75*4,9/100 = 3,68.
  • Бублик пшеничный (ГИ=72). ГН = 72*58,5/100=42,12.

Шкала уровней ГН:

  • ГН≤10 — минимальный уровень;
  • ГН = 11-19 — умеренный уровень;
  • ГН ≥20 — повышенный.

В последние годы в научной среде появилось мнение о необходимости пересмотра оценки ГИ.

Исследования показывают, что ГИ и ГН не являются достаточно надежными критериями для выбора углеводосодержащих продуктов, так как не позволяют с высокой точностью оптимизировать уровень глюкозы при составлении рациона.

Гликемический индекс продуктов и похудение

Есть достаточное количество научных данных о том, что системы питания, основанные на употреблении продуктов с низким ГИ, могут положительно влиять на снижение веса. Биохимических механизмов, которые в этом участвуют, множество, но назовем наиболее актуальные для нас:

  1. Продукты с низким ГИ вызывают большее чувство сытости, нежели продукты с высоким ГИ.
  2. После употребления продуктов с высоким ГИ поднимается уровень инсулина, который стимулирует всасывание глюкозы и липидов в мышцы, жировые клетки и печень, параллельно приостанавливая расщепление жиров. Как следствие, уровень глюкозы и жирных кислот в крови падает, и это стимулирует голод и новый прием пищи.
  3. Продукты с разными ГИ по-разному влияют на расщепление жиров во время отдыха и во время спортивных тренировок. Глюкоза из продуктов с низким ГИ не так активно откладывается в гликоген, но зато во время тренировок гликоген не так активно сжигается, что указывает на повышенное использование жиров для этой цели.
Почему цельная пшеница предпочтительнее пшеничной муки?
  • Чем продукт более измельчен (в основном относится к зерновым), тем выше ГИ продукта.
  • Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.

Различия между пшеничной мукой (ГИ 85) и зерном пшеницы (ГИ 15) попадают под оба этих критерия. Это значит, что уровень глюкозы в крови после употребления муки вырастает более резко, чем после употребления цельного зерна, например, булгура или полбы.

Почему мы рекомендуем свеклу и другие овощи с высоким ГИ?
  • Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.
  • Количество углеводов в продукте не менее важно, чем ГИ.

Свекла – это источник углеводов с более высоким содержанием клетчатки, чем мука. Несмотря на то что у нее высокий гликемический индекс, у нее низкое содержание углеводов, т. е. более низкая гликемическая нагрузка. В данном случае, несмотря на то, что ГИ у нее такой же, как и у зернового продукта, количество глюкозы, поступившее в кровь, будет намного меньше. Когда мы сравниваем цельные культуры с переработанными, важно не забывать обо всех микро- и фитонутриентах, которые присутствуют в натуральных продуктах и которых нет в полученных промышленным способом.

Почему лучше съесть свежие овощи, чем вареные?
  • ГИ сырых овощей и фруктов ниже, чем вареных.

Это правило касается не только моркови, но и всех овощей с высоким содержанием крахмала, таких как батат, картошка, свекла и т. д. В процессе тепловой обработки существенная часть крахмала превращается в мальтозу (дисахарид), который очень быстро усваивается.

Поэтому ГИ у приготовленных продуктов значительно выше, чем у сырых.

Следовательно, даже вареные овощи лучше не разваривать, а следить, чтобы они оставались целыми и твердыми. Однако, если у вас такие заболевания, как гастрит или язва желудка, все же лучше употреблять в пищу овощи в приготовленном виде.

Почему мы рекомендуем добавлять к белкам овощи?
  • Сочетание белков со сложными углеводами снижает ГИ порции.

Овощи содержат пищевые волокна и сложные углеводы, которые не усваиваются организмом, но очень важны для эффективного пищеварения. Кроме того, добавление белка к любому виду углеводов снизит общий ГИ блюда.

Почему лучше съесть яблоко, чем выпить яблочный сок?

Натуральные продукты, в отличие от соков, содержат клетчатку и тем самым понижают ГИ. Более того, желательно есть фрукты и овощи с кожурой не только потому, что кожура – это клетчатка, но и потому, что большая часть витаминов прилегает непосредственно к кожуре.

Усвоение белков

Процесс переваривания белков требует повышенной кислотности в желудке. Желудочный сок с повышенной кислотностью необходим для активизации ферментов, ответственных за расщепление белков на пептиды, а также за первичное расформировывание пищевых белков в желудке. Из желудка пептиды и аминокислоты попадают в тонкую кишку, где часть из них всасывается через стенки кишечника в кровь, а часть расщепляется далее на отдельные аминокислоты.

Для оптимизации этого процесса нужно нейтрализовать кислотность желудочного раствора, и за это отвечает поджелудочная железа, а также желчь, вырабатываемая печенью и необходимая для абсорбции жирных кислот.

Белки из пищи делятся на две категории: полноценные и неполноценные.

Полноценные белки – это белки, которые содержат все необходимые (незаменимые) для нашего организма аминокислоты. Источником этих белков в основном являются животные белки, т. е. мясо, молочные продукты, рыба и яйца. Исключением является соевый белок, который по аминокислотному составу схож с мясным. Среди круп лидером по содержанию незаменимых аминокислот является киноа.

Неполноценные белки содержат только часть незаменимых аминокислот. Считается, что бобовые и злаковые сами по себе содержат неполноценные белки, однако их сочетание позволяет нам получить все незаменимые аминокислоты.

Поэтому, чтобы организм получил все необходимые элементы, т. е. весь спектр незаменимых аминокислот, необходимо питаться разнообразно.

Во многих национальных кухнях правильные сочетания, приводящие к полноценному потреблению белков, возникли естественным путем. Так, на Ближнем Востоке распространена пита с хумусом или фалафелем (пшеница с нутом) или рис с чечевицей, в Мексике и Южной Америке нередко сочетают рис с фасолью или кукурузой.

Одним из параметров, определяющих качество белка, является наличие незаменимых аминокислот. В соответствии с этим параметром существует система индексации продуктов.

Так, например, аминокислота лизин находится в малых количествах в злаках, и поэтому они получают низкую оценку (хлопья – 59; цельная пшеница – 42), а в бобовых содержится небольшое количество незаменимых метионина и цистеина (нут – 78; фасоль – 74; бобовые – 70). Животные белки и соя получают высокую оценку по этой шкале, так как содержат необходимые пропорции всех незаменимых аминокислот (казеин (молоко) – 100; яичный белок – 100; соевый белок – 100; говядина – 92).

Пищевая плотность определяется количеством энергии (калорийностью) продукта на грамм веса. У жареной картошки пищевая плотность выше, чем у помидора.
Пищевая ценность продукта – индекс, определяющий количество полезных нутриентов относительно энергетической плотности. У сгущенного молока более низкая пищевая ценность, чем у овсянки, хотя у них одинаковая калорийность.

Кроме того, необходимо учитывать белковый состав, их усвояемость из данного продукта, а также пищевую ценность всего продукта (наличие витаминов, жиров, минералов и калорийность). Например, гамбургер будет содержать много белка, но также много насыщенных жирных кислот, соответственно, его пищевая ценность будет ниже, чем у куриной грудки.

Белки из разных источников и даже разные белки из одного источника (казеин и белок из молочной сыворотки) утилизируются организмом с разной скоростью [5].

Питательные вещества, поступающие с пищей, не обладают стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта и поглощаемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры.

Усвоение жиров

Жир, попадая в организм, проходит через желудок почти нетронутым и попадает в тонкую кишку, где есть большое количество ферментов, перерабатывающих жиры в жирные кислоты. Эти ферменты называются липазы. Они функционируют в присутствии воды, но для переработки жиров это проблематично, т. к. жиры не растворяются в воде.

Для того чтобы иметь возможность утилизировать жиры, организм производит желчь. Желчь разъединяет комки жира и позволяет ферментам, находящимся на поверхности тонкой кишки, расщепить триглицериды на глицерол и жирные кислоты.

Транспортеры для жирных кислот в организме называются липопротеины. Это специальные белки, способные упаковывать и транспортировать жирные кислоты и холестерин по кровеносной системе. Далее жирные кислоты упаковываются в жировых клетках в довольно компактном виде, т. к. для их комплектации (в отличие от полисахаридов и белков) не требуется вода [9].

Доля всасывания жирной кислоты зависит от того, какую позицию она занимает относительно глицерина. Те жирные кислоты, которые занимают позицию Р2, всасываются лучше. Это связано с тем, что липазы имеют разную степень воздействия на жирные кислоты в зависимости от расположения последних.

Не все поступившие с пищей жирные кислоты полностью всасываются в организме, как ошибочно полагают многие диетологи. Они могут частично или полностью не усвоиться в тонком кишечнике и быть выведены из организма.

Например, в сливочном масле 80% жирных кислот (насыщенных) находятся в позиции Р2, то есть они практически полностью всасываемы. Это же относится к жирам, входящим в состав молока и всех не проходящих процесс ферментации молочных продуктов.

Жирные кислоты, присутствующие в зрелых сырах (особенно сырах длительной выдержки), хоть и являются насыщенными, находятся все же в позициях Р1 и Р3, что делает их менее абсорбируемыми.

Кроме того, в большинстве своём сыры (особенно твердые) богаты кальцием. Кальций соединяется с жирными кислотами, образуя «мыла», которые не всасываются и выводятся из организма. Вызревание сыра способствует переходу входящих в него жирных кислот в положение P1 и P3, что свидетельствует о слабой их всасываемости [10].

Более подробно о типах жиров и их особенностях мы пишем в статье “Жиры”.

Авторы: Дегтярь Елена, PhD; Кардакова Мария, MSc

Литература

1. Mann (2007) FAO/WHO Scientific Update on carbohydrates in human nutrition: conclusions. European Journal of Clinical Nutrition 61 (Suppl 1), S132–S137
2. FAO/WHO. (1998). Carbohydrates in human nutrition. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation (Rome, 14–18 April 1997). FAO Food and Nutrition Paper 66
3. Holt, S. H., & Brand Miller, J. (1994). Particle size, satiety and the glycaemic response. European Journal of Clinical Nutrition, 48 (7), 496–502.
4. Jenkins DJ (1987) Starchy foods and fiber: reduced rate of digestion and improved carbohydrate metabolismScand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (26):14930-5.
6. Popkin, BM (2012) Global nutrition transition and the pandemic of obesity in developing countries. Nutrition reviews 70 (1): pp. 3 -21.
7. Your Meta Body’s bolism
8. About Glycemic Index
9. International table of glycemic index and glycemic load values: 2002
10.Jenkins, D. J., Wolever, T. M., Taylor, R. H., Barker, H., Fielden, H., Baldwin, J. M., … & Goff, D. V. (1981). Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange. The American journal of clinical nutrition, 34(3), 362-366.
11. Как пользоваться таблицей ГИ, составляя меню для диабетиков.

15.3 Процессы пищеварительной системы – концепции биологии – 1-е канадское издание

Глава 15. Питание животных и пищеварительная система

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Описывать процесс пищеварения
  • Подробное описание этапов пищеварения и всасывания
  • Определить устранение
  • Объясните роль тонкого и толстого кишечника в абсорбции

Получение питательных веществ и энергии из пищи представляет собой многоэтапный процесс. Для настоящих животных первым шагом является проглатывание, акт приема пищи. Далее следует переваривание, всасывание и выведение. В следующих разделах каждый из этих шагов будет подробно рассмотрен.

Проглатывание

Большие молекулы, содержащиеся в неповрежденной пище, не могут проходить через клеточные мембраны. Пища должна быть разбита на более мелкие частицы, чтобы животные могли использовать питательные вещества и органические молекулы. Первый шаг в этом процессе проглатывание . Проглатывание – это процесс приема пищи через рот. У позвоночных зубы, слюна и язык играют важную роль в пережевывании пищи (превращении пищи в болюс). В то время как пища механически расщепляется, ферменты слюны также начинают химически перерабатывать пищу. Совместное действие этих процессов превращает пищу из крупных частиц в мягкую массу, которую можно проглотить и которая может пройти по пищеводу.

Переваривание и всасывание

Пищеварение — это механическое и химическое расщепление пищи на мелкие органические фрагменты. Важно расщепить макромолекулы на более мелкие фрагменты, размер которых подходит для всасывания через пищеварительный эпителий. Большие сложные молекулы белков, полисахаридов и липидов должны быть преобразованы в более простые частицы, такие как простой сахар, прежде чем они смогут быть поглощены клетками пищеварительного эпителия. Различные органы играют определенную роль в пищеварительном процессе. Рацион животных нуждается в углеводах, белках и жирах, а также в витаминах и неорганических компонентах для баланса питательных веществ. Как усваивается каждый из этих компонентов, обсуждается в следующих разделах.

Углеводы

Переваривание углеводов начинается во рту. Слюнный фермент амилаза начинает расщепление пищевого крахмала до мальтозы, дисахарида. Когда болюс пищи проходит через пищевод в желудок, существенного переваривания углеводов не происходит. Пищевод не вырабатывает пищеварительных ферментов, но вырабатывает слизь для смазки. Кислая среда в желудке останавливает действие фермента амилазы.

Следующий этап переваривания углеводов происходит в двенадцатиперстной кишке. Напомним, что химус из желудка поступает в двенадцатиперстную кишку и смешивается с пищеварительным секретом поджелудочной железы, печени и желчного пузыря. Соки поджелудочной железы также содержат амилазу, которая продолжает расщепление крахмала и гликогена до мальтозы, дисахарида. Дисахариды расщепляются до моносахаридов ферментами, называемыми 9.0035 мальтазы

, сахаразы и лактазы , которые также присутствуют в щеточной кайме стенки тонкой кишки. Мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы. Другие дисахариды, такие как сахароза и лактоза, расщепляются сахаразой и лактазой соответственно. Сахараза расщепляет сахарозу (или «столовый сахар») на глюкозу и фруктозу, а лактаза расщепляет лактозу (или «молочный сахар») на глюкозу и галактозу. Произведенные таким образом моносахариды (глюкоза) всасываются, а затем могут использоваться в метаболических путях для получения энергии. Моносахариды транспортируются через кишечный эпителий в кровоток, чтобы транспортироваться к различным клеткам организма. Этапы переваривания углеводов представлены на рис. 15.16 и в табл. 15.5.

Рисунок 15.16. Переваривание углеводов осуществляется несколькими ферментами. Крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы амилазой и мальтазой. Сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар) расщепляются сахаразой и лактазой соответственно.

Таблица 15.5 Переваривание углеводов
Фермент Произведено Место действия Подложка, действующая на Конечные продукты
Амилаза слюны Слюнные железы Рот Полисахариды (крахмал) Дисахариды (мальтоза), олигосахариды
Панкреатическая амилаза Поджелудочная железа Тонкая кишка Полисахариды (крахмал) Дисахариды (мальтоза), моносахариды
Олигосахаридаза Выстилка кишечника; мембрана с кистью Тонкая кишка Дисахариды Моносахариды (например, глюкоза, фруктоза, галактоза)

Белки

Большая часть белков переваривается в желудке. Фермент пепсин играет важную роль в переваривании белков, расщепляя неповрежденный белок на пептиды, которые представляют собой короткие цепочки из четырех-девяти аминокислот. В двенадцатиперстной кишке другие ферменты — трипсин, эластаза и химотрипсин — действуют на пептиды, превращая их в более мелкие пептиды. Трипсинэластаза, карбоксипептидаза и химотрипсин вырабатываются поджелудочной железой и выделяются в двенадцатиперстную кишку, где действуют на химус. Дальнейшему расщеплению пептидов до отдельных аминокислот способствуют ферменты, называемые пептидазами (теми, что расщепляют пептиды). В частности, 9Карбоксипептидаза 0035, дипептидаза и аминопептидаза играют важную роль в восстановлении пептидов до свободных аминокислот. Аминокислоты всасываются в кровь через тонкий кишечник. Этапы переваривания белка представлены на рис. 15.17 и в табл. 15.6.

Рисунок 15.17
Переваривание белков представляет собой многостадийный процесс, который начинается в желудке и продолжается в кишечнике.
Таблица 15.6. Переваривание белка
Фермент Произведено Место действия Подложка, действующая на Конечные продукты
Пепсин Главные клетки желудка Желудок Белки Пептиды
  • Трипсин
  • Эластаза Химотрипсин
 Поджелудочная железа Тонкая кишка Белки Пептиды
Карбоксипептидаза Поджелудочная железа Тонкая кишка Пептиды Аминокислоты и пептиды
  • Аминопептидаза
  • Дипептидаза
 Выстилка кишечника Тонкая кишка Пептиды Аминокислоты

Липиды

Переваривание липидов начинается в желудке с помощью лингвальной липазы и желудочной липазы. Однако основная часть переваривания липидов происходит в тонком кишечнике за счет липазы поджелудочной железы. Когда химус попадает в двенадцатиперстную кишку, гормональные реакции вызывают выброс желчи, которая вырабатывается в печени и хранится в желчном пузыре. Желчь способствует перевариванию липидов, прежде всего триглицеридов, путем эмульгирования. Эмульгирование представляет собой процесс, при котором крупные липидные глобулы расщепляются на несколько мелких липидных глобул. Эти маленькие глобулы более широко распространены в химусе, чем образуют большие агрегаты. Липиды являются гидрофобными веществами: в присутствии воды они будут агрегировать, образуя глобулы, чтобы свести к минимуму воздействие воды. Желчь содержит соли желчных кислот, которые являются амфипатическими, что означает, что они содержат гидрофобные и гидрофильные части. Таким образом, гидрофильная сторона желчных солей может соприкасаться с водой с одной стороны, а гидрофобная сторона соприкасается с липидами с другой. При этом соли желчных кислот эмульгируют большие липидные глобулы в маленькие липидные глобулы.

Почему эмульгирование важно для переваривания липидов? Сок поджелудочной железы содержит ферменты, называемые липазами (ферменты, расщепляющие липиды). Если липид в химусе агрегирует в большие глобулы, липазам доступна очень небольшая площадь поверхности липидов, что делает переваривание липидов неполным. Образуя эмульсию, соли желчных кислот во много раз увеличивают доступную площадь поверхности липидов. Тогда липазы поджелудочной железы могут более эффективно воздействовать на липиды и переваривать их, как показано на рис. 15.18. Липазы расщепляют липиды на жирные кислоты и глицериды. Эти молекулы могут проходить через плазматическую мембрану клетки и проникать в эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника. Желчные соли окружают длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды, образуя крошечные сферы, называемые мицеллами. Мицеллы перемещаются в щеточную кайму абсорбирующих клеток тонкой кишки, где длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды диффундируют из мицелл в абсорбирующие клетки, оставляя мицеллы в химусе. Длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды рекомбинируют в абсорбирующих клетках с образованием триглицеридов, которые агрегируют в глобулы и покрываются белками. Эти большие сферы называются хиломикронов . Хиломикроны содержат триглицериды, холестерин и другие липиды, а также белки на своей поверхности. Поверхность также состоит из гидрофильных фосфатных «головок» фосфолипидов. Вместе они позволяют хиломикронам двигаться в водной среде, не подвергая липиды воздействию воды. Хиломикроны покидают абсорбирующие клетки путем экзоцитоза. Хиломикроны попадают в лимфатические сосуды, а затем попадают в кровь по подключичной вене.

Рисунок 15.18.
Липиды перевариваются и всасываются в тонком кишечнике.

Витамины

Витамины могут быть водорастворимыми или жирорастворимыми. Жирорастворимые витамины усваиваются так же, как и липиды. Важно потреблять некоторое количество пищевых липидов, чтобы способствовать усвоению жирорастворимых витаминов. Водорастворимые витамины могут непосредственно всасываться в кровоток из кишечника.

Концепция в действии


На этом веб-сайте представлен обзор переваривания белков, жиров и углеводов.

Рисунок 15.19. Механическое и химическое переваривание пищи происходит в несколько этапов, начиная во рту и заканчивая прямой кишкой.

Какое из следующих утверждений о процессах пищеварения верно?

  1. Амилаза, мальтаза и лактаза во рту переваривают углеводы.
  2. Трипсин и липаза в желудке переваривают белок.
  3. Желчь эмульгирует липиды в тонком кишечнике.
  4. Пища не всасывается до тонкой кишки.

Исключение

Последним этапом пищеварения является устранение непереваренных пищевых продуктов и отходов. Непереваренный пищевой материал попадает в толстую кишку, где реабсорбируется большая часть воды. Напомним, что толстая кишка также является домом для микрофлоры, называемой «кишечной флорой», которая помогает в процессе пищеварения. Полутвердые отходы перемещаются через толстую кишку за счет перистальтических движений мышц и сохраняются в прямой кишке. Поскольку прямая кишка расширяется в ответ на накопление фекалий, она запускает нервные сигналы, необходимые для создания позыва к дефекации. Твердые отходы выводятся через задний проход с помощью перистальтических движений прямой кишки.

Распространенные проблемы с элиминацией

Диарея и запор являются одними из наиболее распространенных проблем со здоровьем, влияющих на пищеварение. Запор — это состояние, при котором фекалии затвердевают из-за удаления избытка воды в толстой кишке. Напротив, если из фекалий не удаляется достаточное количество воды, это приводит к диарее. Многие бактерии, в том числе те, которые вызывают холеру, воздействуют на белки, участвующие в реабсорбции воды в толстой кишке, и приводят к чрезмерной диарее.

Рвота

Рвота или рвота — это выделение пищи путем принудительного выброса через рот. Часто это происходит в ответ на раздражитель, воздействующий на пищеварительный тракт, включая, помимо прочего, вирусы, бактерии, эмоции, взгляды и пищевое отравление. Это сильное изгнание пищи происходит из-за сильных сокращений, производимых мышцами желудка. Процесс рвоты регулируется мозговым веществом.

Резюме

Рацион животного должен быть сбалансированным и соответствовать потребностям организма. Углеводы, белки и жиры являются основными компонентами пищи. Некоторые необходимые питательные вещества необходимы для функционирования клеток, но не могут быть произведены организмом животного. К ним относятся витамины, минералы, некоторые жирные кислоты и некоторые аминокислоты. Прием пищи в количествах, превышающих необходимые, запасается в виде гликогена в клетках печени и мышц, а также в жировых клетках. Избыточное накопление жира может привести к ожирению и серьезным проблемам со здоровьем. АТФ является энергетической валютой клетки и получается в результате метаболических путей. Избыток углеводов и энергии откладывается в организме в виде гликогена.

Глоссарий

аминопептидаза: протеаза, расщепляющая пептиды до отдельных аминокислот; выделяется щеточной каймой тонкой кишки
анус: место выхода отходов жизнедеятельности
желчь: пищеварительный сок, вырабатываемый печенью; важен для переваривания липидов
болюс: масса пищи, образующаяся в результате жевания и смачивания слюной
карбоксипептидаза: протеаза, расщепляющая пептиды до отдельных аминокислот; секретируется щеточной каймой тонкой кишки
хиломикрон: маленькая липидная глобула
химус: смесь частично переваренной пищи и желудочного сока
химотрипсин: панкреатическая протеаза
пищеварение: небольшие органические фрагменты
дипептидаза: протеаза который расщепляет пептиды до отдельных аминокислот; выделяется щеточной каймой тонкой кишки
двенадцатиперстная кишка: первая часть тонкой кишки, где происходит переваривание большей части углеводов и жиров
эластаза: панкреатическая протеаза
пищевод: трубчатый орган, соединяющий рот с желудком
незаменимое питательное вещество: питательное вещество, которое не может синтезироваться в организме; он должен быть получен из пищи
желчный пузырь: орган, хранящий и концентрирующий желчь
проглатывание: прием пищи
тощая кишка: вторая часть тонкой кишки
лактаза: фермент, расщепляющий молочные кислоты превращаться в глюкозу и галактоза
толстая кишка: орган пищеварительной системы, который реабсорбирует воду из непереваренного материала и перерабатывает отходы вкус: фермент, расщепляющий мальтозу на глюкозу
минерал: неорганическая элементарная молекула, выполняющая важные функции в организме
поджелудочная железа: железа, выделяющая пищеварительные соки
пепсин: фермент, находящийся в желудке, основная роль которого заключается в переваривании белков
желудок: мешковидный орган, содержащий кислые пищеварительные соки
сахараза: фермент, расщепляющий сахарозу на глюкозу и фруктозу
трипсин: панкреатическая протеаза, расщепляющая белок
витамин: органическое вещество, необходимое в небольших количествах для поддержания жизни

Что усваивается первым: белок, углеводы или жир? | Здоровое питание

Шэрон Перкинс Обновлено 12 декабря 2018 г.

Углеводы, как основной источник энергии в организме, обычно проходят через пищеварительный тракт быстрее, чем белки или жиры. Белки усваиваются быстрее, чем жиры. Некоторые углеводы перевариваются быстрее, чем другие, в зависимости от типа содержащихся в них сахаров и крахмалов, в то время как другие, такие как клетчатка, вообще не расщепляются в пищеварительном тракте.

Переваривание углеводов

Расщепление углеводов начинается во рту, так как ферменты и механический акт жевания начинают расщеплять их еще до того, как они достигнут вашего желудка. Хотя расщепление углеводов продолжается в желудке, большая часть углеводов, за исключением алкоголя, всасывается в тонком кишечнике. Ваше тело может усваивать только простые сахара. Клетки, выстилающие тонкий кишечник, выделяют ферменты, расщепляющие сложные углеводы до простых сахаров.

Переменные в переваривании углеводов

Углеводы определяются количеством химических связей, которые они содержат. Простые сахара, называемые моносахаридами или дисахаридами, содержат всего одну или две химические связи. Простые сахара включают моносахариды фруктозу, галактозу и глюкозу и дисахариды лактозу и сахарозу. Сложные углеводы, также называемые олигосахаридами и полисахаридами, должны быть расщеплены на простые сахара, прежде чем ваш организм сможет их усвоить. К этим категориям относятся крахмалы, содержащиеся в овощах и цельных зернах.

Клетчатка, тип углеводов, который, как правило, не может быть использован для получения энергии, остается неповрежденным до тех пор, пока не достигает толстой кишки, где небольшое количество расщепляется бактериями и всасывается. Фрукты, овощи и цельнозерновые продукты содержат некоторое количество клетчатки. Тонкий кишечник всасывает лишь ограниченное количество сахарных спиртов, таких как маннит и сорбит, которые используются в качестве диетических подсластителей.

Переваривание белков

Расщепление белков происходит в основном в желудке, где желудочные кислоты раскручивают белковые нити. Пепсин, фермент, выделяемый желудком, еще больше разрушает нити. Трипсин, другой фермент, расщепляет белковые нити на молекулы, содержащие одну, две или три аминокислоты в тонком кишечнике. Почти весь белок в пище переваривается, а оставшаяся часть проходит через толстую кишку.

Сохранение жиров напоследок

Хотя жиры покидают желудок медленнее, чем углеводы или белки, в желудке происходит очень незначительное переваривание жиров. Желчь из печени подготавливает жир к расщеплению, эмульгируя его и делая растворимым в воде. Эмульгирование облегчает ферментам расщепление жира на более мелкие кусочки для пищеварения. В тонком кишечнике фермент поджелудочной железы липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин, которые затем поглощаются организмом.

Ссылки
  • Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций: Глава 1. Роль углеводов в питании
  • Справочник Merck Manual Home Health: Углеводы, белки и жиры
  • Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций: Состав углеводов в рационе
Writer Bio

Дипломированная медсестра с более чем 25-летним опытом работы в области онкологии, родовспоможения, интенсивной терапии новорожденных, бесплодия и офтальмологии, Шэрон Перкинс также является соавтором и редактором многочисленных книг о здоровье для серии Wiley «Манекены».