Для дыхания, сердцебиения, разных видимых и скрытых процессов нам постоянно, каждую секунду, нужна энергия. Но извне мы получаем ее эпизодически ― только после еды. Для кормления клеток в перерывах между приемами пищи предусмотрен механизм запасания глюкозы в форме гликогена.

Гликоген ― это «депо» углеводов в организме (350‒500 г и больше), доступная дровница для быстрого обеспечения топливом любых биологических реакций. Когда глюкозы в крови много, депо накапливается, а когда ее уровень опускается к нижней границе, начинает отдавать часть запасов для питания клеток. Этот процесс называется гликогенолиз ― то есть расщепление гликогена.

Больше всего гликогена припасено в печени и скелетных мышцах, но в небольших количествах он хранится в сердце, почках и других органах. Гликоген печени поддерживает нормальный уровень глюкозы в крови, этой глюкозой подкармливается мозг между приемами пищи. А мышцы используют свои запасы исключительно на двигательную активность, не отдавая ни грамма голодающему мозгу или эритроцитам. Резерва гликогена в печени (примерно 80‒140 г) могло бы хватить на автономное питание в течение 6‒8 часов, если бы поступление глюкозы из других источников прекратилось [11]. Гликоген мышц (250 г и более) может быть израсходован за 6‒12 часов физической работы или за 24‒48 часов лежания на боку.

Без углеводов в питании гипотетически можно обойтись ― не такой это дефицитный товар. Организм может получить глюкозу из гликогена, как описано выше, а может синтезировать de novo из неглюкозных остатков: из аминокислот, лактата и глицерина, образующегося при расщеплении жиров. Этот механизм называется глюконеогенез. Он не столь быстрый, как доставка готового сахара из крови или гликогена, поэтому при опустошении гликогенового депо и полном переходе на эксклюзивное питание глюкозой, синтезированной de novo, нашему мозгу, где скорость обменных процессов очень высока, будет очень худо. В ожидании провианта голодный мозг будет страдать, а мы ― испытывать усталость, сонливость и головную боль. Тем не менее, благодаря гликогенолизу и глюконеогенезу наши клетки получают сахар в любое время суток и без связи с едой, а голодная смерть без углеводов им не грозит.

Но дабы не обрекать мозг на существование впроголодь, даже в низкоуглеводных диетах предусмотрено поступление хотя бы небольшого количества сахаров, но не полное их исключение. В зарубежных публикациях не рекомендуют сокращать прием углеводов с пищей ниже 80 г в день, а российские диетологи удерживают нижнюю планку их потребления на более высоком уровне ― 130 г для людей, страдающих ожирением [12]. Особая история ― кетогенная диета, которая предусматривает крайне суровое ограничение углеводов (до 20‒30 г в сутки), но этот тип питания заслуживает отдельного разбирательства.

После того, как мы поели, в пищеварительной системе начинают расщепляться все наши бифштексы, шпинат и тортики на простые вещества. В желудке и кишечнике белки распадаются на аминокислоты, жиры ― на жирные кислоты и глицерин, сложные и простые углеводы ― на молекулы глюкозы. Только в такой форме ― в виде простых молекул небольшого размера ― питательные вещества могут попасть из кишечника в кровь.

С началом всасывания питательных веществ в кишечнике поджелудочная железа выбрасывает в кровь специальный гормон ― инсулин. Инсулин распределяет поступившие в организм вещества ― жирные и аминокислоты, но самое главное ― он контролирует уровень сахара (глюкозы) [13]. Задача инсулина ― по максимуму загнать глюкозу и аминокислоты в клетку, снарядив ее всем необходимым для выработки энергии и внутриклеточного синтеза, а лишние липиды запрятать про запас в жировую ткань. Словно ключик, инсулин открывает специальные каналы в клеточных стенках, через которые глюкоза поступает внутрь. В клетках эти молекулы вступают в химические реакции с образованием энергии. Чем выше уровень сахара в крови ― тем больше инсулина вырабатывается одномоментно. Чем больше инсулина было выброшено в кровь ― тем быстрее нормализуется уровень глюкозы и тем полнее «нальются баки» гликогена в печени и мышцах. Как только содержание глюкозы в крови снизится, синтез инсулина прекратится и его уровень в крови упадет. До нового приема пищи.