1. Wprowadzenie

W ostatnich latach dokonał się znaczny postęp dotyczący znaczenia węglowodanów w żywieniu człowieka i jego zdrowiu. Postępy nauki ukazały wielorakie funkcje węglowodanów w organizmie ludzkim i ich znaczenie w utrzymywaniu dobrego stanu zdrowia. Przyjrzenie się z bliska węglowodanom przynosi wiele dobrych wiadomości.

2. Znaczenie węglowodanów

Węglowodany występują pod postacią cukrów prostych, olisacharydów, skrobi i błonnika pokarmowego i są jednym z trzech makroskładników zaopatrujących organizm w energię (pozostałe główne składniki odżywcze to białka i tłuszcze). Uważa się, że co najmniej 55% dostarczanej z pożywienia energii powinno pochodzić z węglowodanów (1).

Bardzo ważne jest utrzymanie właściwej równowagi pomiędzy energią przyjmowaną i wydatkowaną. W tym kontekście wyniki badań naukowych wskazują, że:

• Sposób żywienia zawierający właściwą ilość węglowodanów może chronić przed gromadzeniem się w organizmie tłuszczu.
• Skrobia i cukry proste dostarczają łatwo dostępnej energii, która może być wykorzystywana podczas wysiłku fizycznego
• Błonnik pokarmowy, należący do grupy węglowodanów, sprzyja utrzymaniu prawidłowej pracy jelit.

Niezależnie od bezpośrednich korzyści, jakie przynoszą węglowodany dla organizmu, są one składnikiem wielu produktów spożywczych ważnych dla zdrowia, które w swoim składzie zawierają inne ważne składniki. Dlatego zaleca się, aby spożywane przez nas węglowodany pochodziły z różnych źródeł (1).

Ważne jest również pamiętanie o tym, że węglowodany wpływają na smak, teksturę i wygląd produktów spożywczych i w ten sposób sprzyjają większemu urozmaiceniu pożywienia i przyczyniają się do odczuwania przyjemności z jego spożywania.

3. Co to są węglowodany?

Cegiełkami budulcowymi wszystkich węglowodanów są cukry proste. Węglowodany dzieli się na kilka grup ze względu na ilość zawartych w nich cukrów prostych. Tabela poniżej prezentuje rodzaje cukrów.

3.1 Cukry proste

Glukoza i fruktoza to cukry proste (albo monosacharydy), które znajdują się w owocach, jagodach, warzywach oraz miodzie. Zawiązki zawierające cząsteczki dwóch cukrów prostych są nazywane dwusacharydami lub dwucukrami. Cukier stołowy czyli sacharoza jest dwucukrem i składa się z glukozy oraz fruktozy. W naturalny sposób jest zawarty w buraku cukrowym, trzcinie cukrowej i owocach. Głównym cukrem mleka i produktów mlecznych jest laktoza, z kolei maltoza jest dwucukrem obecnym w słodzie.

Poliole to alkohole cukrowe. Występują one w warunkach naturalnych, ale większość z nich jest wytwarzana z cukrów prostych. Najczęściej wykorzystywanym poliolem jest izomalt, który jest otrzymywany z sacharozy. Poliole mają słodki smak i mogą być stosowane w podobny sposób do cukrów prostych, aczkolwiek spożywane w dużych ilościach mogą mieć działanie przeczyszczające.

3.2 Oligosacharydy

Cząsteczki węglowodanów składające się z 3 – 9 cukrów prostych nazywają się oligosacharydami. Na przykład maltodekstryny zawierają do 9 cząsteczek glukozy. Wytwarzane są komercyjnie poprzez częściową hydrolizę (rozpad) skrobi. Są mniej słodkie niż jedno- i dwucukry. Rafinoza, stachioza i fruktooligosacharydy są spotykane w niewielkich ilościach w niektórych roślinach strączkowych, zbożach i warzywach.

3.3 Polisacharydy

Polisacharydy składają się z co najmniej 10 (a czasami nawet kilku tysięcy) jednostek cukrów prostych. Podstawowym polisacharydem jest skrobia, która jest głównym rezerwuarem energii gromadzonej w korzeniach warzyw i ziarnach zbóż. Składa się ona z długich łańcuchów glukozy i występuje pod postacią granulek, które w poszczególnych roślinach mają różne rozmiary i kształt.

Głównym składnikiem błonnika pokarmowego są tzw. polisacharydy nieskrobiowe.  Należą do nich celuloza, hemiceluloza, pektyny i gumy. Celuloza składa się z kilku tysięcy cząsteczek glukozy i jest głównym składnikiem ścian komórkowych. Poszczególne składniki błonnika pokarmowego charakteryzują się rozmaitą strukturą i własnościami.

Węglowodany w organizmie

Głównym zadaniem węglowodanów jest dostarczanie energii, ale pełnią one również ważną rolę w:

• Budowie różnych narządów ciała oraz komórek nerwowych
• Definiowaniu biologicznej odrębności organizmu, decydując na przykład o grupie krwi.

4. Źródło energii i zapasy energii

Każdy gram skrobi i cukrów prostych dostarcza 4 kilokalorii (17 kilodżuli) energii.

Cukry proste wchłaniają się z jelita cienkiego bezpośrednio do krwi, z którą są transportowane do miejsca ich wykorzystywania. Dwucukry są najpierw rozkładane przez enzymy trawienne do cukrów prostych. Enzymy są też niezbędne do trawienia długich łańcuchów skrobi, która rozkłada się do cukrów prostych wchłanianych w jelicie do krwi.

Organizm ludzki wykorzystuje tylko węglowodany przetworzone do glukozy. Glukoza może też przekształcać się w glikogen, polisacharyd podobny do skrobi, który jest składowany w wątrobie i mięśniach i stanowi łatwo dostępne źródło energii dla organizmu.

Glukoza jest jedynym źródłem energii dla mózgu, który nie potrafi wykorzystywać w tym celu tłuszczów. Między innymi z tego względu organizm musi utrzymywać odpowiednie stężenie glukozy w surowicy krwi. Glukoza wykorzystywana w metabolizmie pochodzi wprost z wchłanianych w jelicie węglowodanów bądź z zapasów glikogenu. Jej metabolizm pozostaje pod kontrolą kilku hormonów, w tym insuliny, co pozwala na utrzymywanie stężenia glukozy we krwi powżej minimum.

4.2 Indeks glikemiczny

Po spożyciu produktu zawierającego węglowodany dochodzi do wzrostu stężenia glukozy we krwi a następnie jej obniżenia. Ta reakcja organizmu jest nazywana odpowiedzią glikemiczną. Odpowiedź ta jest na przykład istotna dla kontroli łaknienia, żywienia w sporcie oraz żywienia chorych na cukrzycę. Na wielkość i czas odpowiedzi glikemicznej wpływa wiele czynników. Zależy ona od:

Czynników zależnych od produktu spożywczego:

• Rodzaju cukrów tworzących określony związek węglowodanowy
• Rodzaju i postaci skrobi, ponieważ różne jej rodzaje są trawione z różną szybkością.
• Stosowanych metod przetwarzania żywności i metod kulinarnych
• Obecności innych składników odżywczych, na przykład białek i tłuszczów.

Czynników zależnych od organizmu ludzkiego:

• Metabolizmu ustrojowego
• Pory dnia, w której spożywany jest pokarm zawierający węglowodany.

Wpływ różnych produktów spożywczych zawierających węglowodany na odpowiedź glikemiczną organizmu jest oceniany w stosunku do produktu standardowego, którym jest białe pieczywo lub glukoza. Wartość tego pomiaru jest nazywana wartością indeksu glikemicznego.

4.3 Błonnik pokarmowy a czynność jelit

Organizm ludzki nie posiada zdolności trawienia składników błonnika pokarmowego i niektórych oligosacharydów. Poprzez wchłanianie wody błonnik zwiększa objętość treści jelitowej, wspomagając w ten sposób pracę jelit i przyspieszając przechodzenie treści pokarmowej przez jelita. W jelicie grubym niestrawione dotychczas składniki błonnika, takie jak gumy i pektyny oraz oligosacharydy, są rozkładane pod wpływem bakterii jelitowych. Ten proces również wpływa korzystnie na regulację czynności jelit oraz właściwą równowagę flory jelitowej.

5. Regulacja masy ciała

Osoby stosujące sposób żywienia oparty o wysokie spożycie węglowodanów charakteryzują się mniejszym ryzykiem gromadzenia się tkanki tłuszczowej w porównaniu do osób, które pozostają na diecie niskowęglowodanowej / wysokotłuszczowej. Przyczyny tego zjawiska można wytłumaczyć na trzy sposoby:

• Może to być związane z niższą gęstością energetyczną sposobu żywienia opartego o węglowodany złożone, ponieważ węglowodany w określonej ilości dostarczają mniejszą ilość kalorii niż tłuszcze. Produkty zawierające błonnik pokarmowy przyczyniają się dodatkowo do powstawania poczucia sytości.
• Wykazano, że węglowodany, zarówno pod postacią skrobi jak i cukrów prostych szybko wywołują poczucie sytości i dlatego osoby spożywające duże ich ilości mają mniejsze ryzyko wystąpienia przejedzenia. Rozmaitość produktów zawierających węglowodany pozwala na prawidłową regulację łaknienia. Takie własności wykazują zwłaszcza produkty mające niski indeks glikemiczny, ponieważ są one trawione powoli (1).
• Potwierdzono również, że bardzo mała ilość węglowodanów pochodzących z pożywienia jest przekształcana w tkankę tłuszczową, przede wszystkim dlatego, że jest to proces bardzo nieefektywny dla organizmu. Właśnie z tego względu organizm woli wykorzystywać je w roli paliwa, czyli źródła energii (3).

Nagromadzono już dużo dowodów wspierających tezę, iż sposób żywienia oparty o dużą ilość spożywanych węglowodanów w porównaniu do diety wysokotłuszczowej, jest związany z mniejszym ryzykiem wystąpienia otyłości [1, 4]. Wydaje się, że wpływ cukrów prostych i węglowodanów złożonych na kontrolę masy ciała jest podobny (1). W jednej z prac stwierdzono nawet, że osoby spożywające duże ilości cukrów prostych są szczuplejsze niż osoby przyjmujące niewiele cukrów prostych (5).

6. Cukrzyca

Cukrzyca jest schorzeniem metabolicznym, które polega na zaburzeniu regulacji stężenia glukozy w surowicy krwi. Nie dowiedziono, że spożycie cukrów prostych wpływa na ryzyko powstawania któregokolwiek z typów cukrzycy (1). Natomiast istnieją przekonywujące dowody na to, że prawdopodobieństwo wystąpienia cukrzycy insulinoniezależnej (cukrzycy typu 2 lub cukrzycy dorosłych) zwiększa się znacznie u osób otyłych i mało aktywnych fizycznie (1, 6).

Dlatego zazwyczaj u osób z cukrzycą insulinoniezależną zaleca się obniżenie wagi ciała. Zalecenia żywieniowe dla chorych na cukrzycę uwzględniają spożywanie różnych produktów zawierających węglowodany. Korzystne jest włączenie produktów mających niski indeks glikemiczny, ponieważ sprzyjają one dobrej kontroli stężenia glukozy we krwi. Większość zaleceń żywieniowych dla chorych na cukrzycę zezwala na umiarkowane spożycie cukru kuchennego, ponieważ ma on tylko niewielki wpływ na stężenie glukozy oraz wydzielanie insuliny u chorych (1).

7. Zdrowe zęby

Częstość występowania próchnicy zębów zależy od wielu czynników (7). Należą do nich: 

• Stopień przestrzegania zasad higieny jamy ustnej,
• Dostępność fluorków,
• Rodzaj spożywanych produktów spożywczych,
• Częstość jedzenia posiłków,
• Czynniki genetyczne.

Produkty spożywcze zawierające cukry proste i skrobię mogą być rozkładane przez enzymy i bakterie obecne w jamie ustnej. Na skutek tych procesów dochodzi do wytworzenia substancji o charakterze kwasów, które niszczą szkliwo zębów. Jednak bardziej istotna niż całkowita ilość spożywanych cukrów prostych i węglowodanów złożonych jest częstość ich spożywania. Po każdym epizodzie powstawania kwasów, szkodliwe skutki ich działania są niwelowane przez ślinę, co pozwala na odbudowę uszkodzeń szkliwa. Ale gdy posiłki zawierające węglowodany są spożywane zbyt często, albo „przegryzane” przez cały dzień, wspomniany powyżej proces naprawczy staje się niewydolny i zwiększa się ryzyko powstania próchnicy.

Jednak w ostatnich latach stało się powszechne stosowanie pasty do zębów zawierającej fluor i poprawiła się praktyka higieny jamy ustnej, co spowodowało zmniejszenie częstości występowania próchnicy u dzieci i młodzieży. Wykazano, że ta poprawa jest niezależna od zmian spożycia cukrów prostych i węglowodanów podlegających fermentacji (1).

Zatem współczesne programy zapobiegania próchnicy zębów, oparte o dane naukowe, zalecają przede wszystkim fluorowanie zębów, stosowanie właściwej higieny jamy ustnej i spożywanie urozmaiconych posiłków, a nie tylko ograniczenie spożycia cukrów prostych (1).

8. Aktywność fizyczna

Nie ulega wątpliwości, że węglowodany mogą poprawiać wyniki osiągane przez sportowców. Węglowodany są głównym źródłem energii dla pracujących mięśni. Spożywając duże ilości węglowodanów przed, podczas i po intensywnym wysiłku można zapobiec wyczerpaniu zapasów glikogenu w organizmie. A zapasy te przyczyniają się do lepszej i dłuższej tolerancji intensywnego wysiłku (1).

Dobrze znane jest znaczenie odpowiedniej aktywności fizycznej dla utrzymania dobrego stanu zdrowia w ogólnej populacji (6). Nie ma wątpliwości, że wiele osób mogłoby skorzystać na zwiększeniu aktywności fizycznej, ponieważ ułatwia ona właściwą kontrolę masy ciała. Zmniejsza również ryzyko takich chorób jak choroba niedokrwienna serca i cukrzyca (6). Dla osób stosujących aktywny tryb życia zaleca się stosowanie zróżnicowanego sposobu żywienia z wysoką zawartością węglowodanów.

9. Zalecenia dotyczące spożycia węglowodanów

Węglowodany pod każdą postacią są dobre dla twego zdrowia. Ułatwiają one kontrolę masy ciała, zwłaszcza, jeśli ich wysokiemu spożyciu towarzyszy odpowiedni wysiłek fizyczny, sprzyjają prawidłowej pracy jelit, są ważnym źródłem energii dla mózgu i mięśni. Nie wykazano, aby węglowodany (zarówno cukry proste jak i węglowodany złożone) miały istotne znaczenie w powstawaniu poważnych chorób, takich jak cukrzyca, a znaczenie cukrów prostych w rozwoju próchnicy zębów jest obecnie drugorzędne pod warunkiem stosowania fluorkowania zębów i prawidłowej higieny jamy ustnej. Raport WHO i FAO dotyczący znaczenia węglowodanów w żywieniu człowieka ustanawia wiele zaleceń dla pracowników ochrony zdrowia oraz naukowców. W raporcie umieszczono też kilka stwierdzeń ważnych dla wszystkich (1):

• Spożycie węglowodanów jest związane z wieloma korzyściami zdrowotnymi. Węglowodany to nie tylko źródło energii. 
• Prawidłowy sposób żywienia powinien dostarczać co najmniej 55% energii z węglowodanów u wszystkich osób powyżej drugiego roku życia.
• Należy spożywać różnorodne produkty zawierające węglowodany, aby zapewnić odpowiednią podaż ważnych składników odżywczych i błonnika pokarmowego.

Piśmiennictwo

1. WHO/FAO (1998) Carbohydrates in human nutrition. FAO food and nutrition paper no. 66. FAO, Rome.
2. Foster-Powell, K., Brand Miller, J. (1995), International tables of glycaemic index. American Journal of Clinical Nutrition. 62: 871S-93S.
3. Hellerstein, M.K., Christiansen, M., Kaempfer, S. et al (1991). Measurement of de novo hepatic lipogenesis in humans using stable isotopes. J. Clin. Invest. 87: 1841-1852.
4. World Health Organisation (1998) Obesity - preventing and managing the global epidemic. Report of the WHO consultation on obesity. Geneva, June 97.
5. Bolton-Smith C & Woodward M (1994). Dietary composition and fat to sugar ratios in relation to obesity. Int J Obesity 18;820-828.
6. US Department of Health and Human Services (1996). Physical activity and health: a report of the Surgeon General, Atlanta, Georgia, USA. 7. Fejershov O. Concepts of dental caries and their consequences for understanding the disease. Community Dent. Oral Epidemiol. 1997; 25: 5-12.

Więcej informacji

• Dietary Starches and Sugars in Man: A comparison (1989). Edited by J. Dobbing, ILSI Human Nutrition Review series.
• ILSI Europe Concise Monographs Series: Nutritional and health aspects of sugars: evaluation of new findings (1995).
• ILSI Europe Concise Monographs Series: Caries preventive strategies (1995).

Przegląd EUFIC 01/1999

źródło: Europejska Rada Informacji o Żywności - EUFIC