คาร์โบไฮเดรต: บรรทัดฐาน ประเภท การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต ความสำคัญทางชีวภาพ

คาร์โบไฮเดรตหรือที่เรียกอีกอย่างว่า แซกคาไรด์ เป็นชื่อรวมของสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน

แซ็กคาไรด์ถือเป็นแหล่งพลังงานหลักของร่างกายอย่างถูกต้อง เนื่องจากให้พลังงานได้เกือบจะทันที แต่จะไม่กักเก็บพลังงานไว้ ซึ่งแตกต่างจากไขมันที่ควบคุมการจัดหาพลังงานมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ และโปรตีนที่เก็บกักพลังงานไว้ในกล้ามเนื้อโครงร่าง

เนื่องจากแซ็กคาไรด์มีความหลากหลายในสายพันธุ์ จึงสามารถทำหน้าที่ต่างๆ มากมายในร่างกายมนุษย์ได้ บทบาททางชีววิทยาในกระบวนการเผาผลาญจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

คาร์โบไฮเดรต บทบาทและความสำคัญทางชีวภาพ

• แซ็กคาไรด์มีส่วนร่วมในการสร้างเซลล์ของร่างกาย
• เมื่อคาร์โบไฮเดรตถูกออกซิไดซ์ ร่างกายจะให้พลังงานแก่ร่างกาย การออกซิไดซ์คาร์โบไฮเดรตเพียง 1 กรัมจะปลดปล่อยพลังงานออกมา 4 กิโลแคลอรี
• แซ็กคาไรด์สามารถทำหน้าที่ปกป้องผนังเซลล์ได้
• สารประกอบคาร์โบไฮเดรตมีส่วนร่วมในการควบคุมการออสโมซิส (ความดันออสโมซิส)
• คาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของโมโนแซ็กคาไรด์บางชนิด (ไรโบส เพนโทส) โดยมีส่วนร่วมในการสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP)
• โอลิโกแซกคาไรด์มีคุณสมบัติในการรับ (การรับรู้)

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

คาร์โบไฮเดรตทำงานอย่างไร?

1. แซ็กคาไรด์ทุกชนิดถือเป็น "เชื้อเพลิง" และแหล่งพลังงานที่ดีที่สุดสำหรับการทำงานปกติของร่างกาย อาจกล่าวได้ว่าคาร์โบไฮเดรตมีความสำคัญต่อสมองหรือต่อโภชนาการและการทำงานที่สำคัญของร่างกายมากกว่าคาร์โบไฮเดรต
2. แหล่งของคาร์โบไฮเดรต ได้แก่ น้ำตาล น้ำผึ้ง น้ำเชื่อมข้าวโพด ผักบางชนิด ผลิตภัณฑ์จากนม ผลิตภัณฑ์แป้ง และถั่ว
3. ในร่างกาย แซ็กคาไรด์จะเปลี่ยนเป็น "พลังงาน" หลัก ซึ่งก็คือ กลูโคส คาร์โบไฮเดรตบางชนิดเมื่อถูกย่อยแล้วจะเปลี่ยนเป็นกลูโคสได้อย่างรวดเร็ว และบางชนิดที่ย่อยช้ากว่าเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าการไหลของกลูโคสเข้าสู่กระแสเลือดจะเป็นไปอย่างช้าๆ
4. กลูโคสแทรกซึมเข้าสู่เซลล์ด้วยความช่วยเหลือของอินซูลิน แซ็กคาไรด์บางส่วนจะถูกสะสมในตับเพื่อใช้เป็นสารสำรองสำหรับกิจกรรมที่อาจเกิดขึ้น หากเกินเกณฑ์สำรอง หรือไม่ได้ใช้สารสำรองนี้ (ใช้ชีวิตแบบอยู่ประจำที่) เนื้อเยื่อไขมันจะเริ่มก่อตัว

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตสามารถจำแนกได้เป็นประเภทต่อไปนี้:

• เรียบง่าย
  • โมโนแซ็กคาไรด์ได้แก่ กาแลกโตส ฟรุกโตส กลูโคส
  • ไดแซ็กคาไรด์ได้แก่ แล็กโทสและซูโครส
• เชิงซ้อน (โพลีแซ็กคาไรด์) – ไฟเบอร์ (แซ็กคาไรด์ที่เป็นเส้นใย), แป้ง และไกลโคเจน

น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจะถูกดูดซึมได้เร็วมากและละลายได้ในน้ำ ซึ่งเป็นน้ำตาลที่คุ้นเคยและผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวนี้

ในบรรดาคาร์โบไฮเดรต กลูโคสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของผลไม้และผลเบอร์รี่เกือบทุกประเภทนั้นถือเป็น "ส่วนสำคัญ" กลูโคสเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ที่เมื่อดูดซึมเข้าไปจะกระตุ้นให้เกิดการสร้างไกลโคเจน กลูโคสเป็นแซ็กคาไรด์ที่จำเป็นต่อร่างกาย โดยทำหน้าที่ส่งสารอาหารไปยังกล้ามเนื้อ สมอง รักษาสมดุลของน้ำตาลในกระแสเลือด และควบคุมระดับไกลโคเจนสำรองในตับ

ฟรุกโตสมีหน้าที่และคุณสมบัติคล้ายกับกลูโคสมาก และถือเป็นน้ำตาลที่ย่อยง่าย ซึ่งแตกต่างจากกลูโคสตรงที่ร่างกายขับออกได้เร็วกว่าและไม่มีเวลาที่ร่างกายจะดูดซึมได้เต็มที่ การที่ตับมีฟรุกโตสอิ่มตัวนั้นไม่เป็นอันตราย นอกจากนี้ ฟรุกโตสยังถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนได้ง่ายกว่ากลูโคส โดยหลักการแล้ว ฟรุกโตสในเลือดไม่ควรมีมากเกินไป เนื่องจากฟรุกโตสจะออกจากเลือดได้อย่างรวดเร็ว

ซูโครสเป็นคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่งที่กระตุ้นให้เกิดการสะสมของไขมัน ทำให้สารอาหารทั้งหมด แม้แต่โปรตีน เปลี่ยนเป็นไขมัน ซูโครสเป็นสารตั้งต้นของฟรุกโตสและกลูโคส ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของซูโครส

ปริมาณซูโครสเป็นตัวบ่งชี้การเผาผลาญไขมันในร่างกายในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ น้ำตาลส่วนเกินจะส่งผลต่อองค์ประกอบของซีรั่มในเลือดและสถานะของจุลินทรีย์ในลำไส้ในที่สุด จุลินทรีย์ในลำไส้จะเต็มไปด้วยจุลินทรีย์ในช่วงแรก ซึ่งปริมาณจะถูกควบคุมโดยกระบวนการกรด-เบสและเอนไซม์ หากมีซูโครสเกินระดับ จะทำให้เชื้อไมโคแบคทีเรียขยายตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้เกิดภาวะ dysbacteriosis และความผิดปกติอื่นๆ ของระบบย่อยอาหาร

กาแลกโตสเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ชนิดหนึ่งที่หาได้ยากซึ่งไม่พบในอาหารเป็นองค์ประกอบอิสระ กาแลกโตสถูกผลิตขึ้นเฉพาะในช่วงที่คาร์โบไฮเดรตในนมหรือแล็กโทสถูกย่อยสลายเท่านั้น

การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตสามารถส่งพลังงานให้ร่างกายได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ และด้วยลักษณะที่กรดอะมิโนจำเป็นจากโปรตีนที่เหลือจะไม่ถูกนำไปใช้ หากบุคคลได้รับแซคคาไรด์ในปริมาณที่เพียงพอพร้อมกับอาหาร การเผาผลาญโปรตีน-คาร์โบไฮเดรตก็จะอยู่ในสภาวะปกติ

หากน้ำตาลซัคคาไรด์ไม่ได้มาจากภายนอก ร่างกายก็จะเริ่มสร้างน้ำตาลซัคคาไรด์จากกลีเซอรอลและกรดอินทรีย์ (กรดอะมิโน) ของตัวเอง โดยใช้โปรตีนและไขมันสำรอง ทำให้เกิดภาวะคีโตซิส ซึ่งได้แก่ ภาวะออกซิเดชันของเลือด ไปจนถึงภาวะระบบเผาผลาญผิดปกติเรื้อรัง

หากคาร์โบไฮเดรตในรูปของน้ำตาลเข้าสู่ร่างกายในปริมาณที่มากเกินไป คาร์โบไฮเดรตจะไม่มีเวลาย่อยสลายเป็นไกลโคเจนและถูกแปลงเป็นไตรกลีเซอไรด์ ทำให้เกิดการสะสมของไขมัน ความหลากหลายของแซกคาไรด์ยังมีความสำคัญต่อการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตตามปกติ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความสมดุลของน้ำตาล ไกลโคเจน และแป้ง (คาร์โบไฮเดรตที่ดูดซึมได้ช้า)

การเผาผลาญน้ำตาลมีอยู่ 3 ประเภท:

1. การสังเคราะห์ไกลโคเจนในตับและกล้ามเนื้อจากกลูโคส – ไกลโคเจเนซิส
2. การสังเคราะห์ไกลโคเจนจากโปรตีนและกรดไขมัน – การสร้างกลูโคสใหม่
3. การสลายของน้ำตาล (กลูโคสและอื่นๆ) การผลิตพลังงาน – ไกลโคไลซิส

การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตขึ้นอยู่กับปริมาณกลูโคสในเลือดโดยตรง ระดับกลูโคสขึ้นอยู่กับอาหาร เนื่องจากกลูโคสเข้าสู่ร่างกายพร้อมกับอาหารเท่านั้น ปริมาณน้ำตาลในเลือดขั้นต่ำมักจะเป็นในตอนเช้า และการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตจะต่ำตามไปด้วย ในขณะที่คนเรานอนหลับ การบริโภคน้ำตาลจะถูกควบคุมโดยไกลโคเจนสำรอง (ไกลโคไลซิสและกลูโคนีโอเจเนซิส)

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

มาตรฐานคาร์โบไฮเดรต

ความต้องการแซคคาไรด์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น เพศ อายุ ประเภทของงาน สุขภาพ โดยผู้หญิงควรได้รับแซคคาไรด์ 300-350 กรัมต่อวัน ส่วนผู้ชายควรได้รับแซคคาไรด์ 400-450 กรัมต่อวัน ควรหลีกเลี่ยงคาร์โบไฮเดรตที่ย่อยง่ายในโรคเบาหวาน โรคหลอดเลือดหัวใจกำเริบ และโรคหลอดเลือดแข็ง ภูมิแพ้ ภาวะไทรอยด์ทำงานน้อย และโรคถุงน้ำดี

คาร์โบไฮเดรตในรูปแบบไฟเบอร์ถึงแม้จะได้รับความนิยมแต่ก็ควรเป็นไปตามมาตรฐานเช่นกัน คือ ไม่เกิน 30-35 กรัมต่อวัน ทั้งสำหรับผู้ชายและผู้หญิง ผู้ป่วยที่มีอาการกำเริบของโรคทางเดินอาหารควรระมัดระวังเรื่องไฟเบอร์เป็นพิเศษ ไฟเบอร์สามารถบริโภคได้โดยไม่มีข้อจำกัดในโรคเบาหวาน โรคอ้วน และอาการท้องผูก

สัดส่วนของน้ำตาลแป้งและไกลโคเจนในอาหารควรมีอย่างน้อยร้อยละ 80 ของปริมาณอาหารทั้งหมด เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้จะถูกย่อยสลายในระบบย่อยอาหารอย่างค่อยเป็นค่อยไป และไม่กระตุ้นการผลิตไขมัน

น้ำตาล แป้งและผลิตภัณฑ์พาสต้าทุกชนิดมีแซคคาไรด์ที่เรียกว่า "อันตราย" ยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากแป้งหยาบ (หรือมีการเติมรำข้าว) ส่วนคาร์โบไฮเดรตที่มีประโยชน์และให้พลังงานสูงมักพบในผลไม้แห้ง น้ำผึ้ง นมและผลิตภัณฑ์จากนม ผลไม้และผลเบอร์รี่