MASARYKOVA UNIVERZITA Fakulta sportovních studií Katedra podpory zdraví
GLYKEMICKÝ INDEX POTRAVIN Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce:
Vypracovala:
Ing. Iva Hrnčiříková
Gabriela Knosová Regenerace a výživa ve sportu
Brno, 2008
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně a na základě literatury a pramenů uvedených v Seznamu použité literatury.
V Brně dne 14. dubna 2008
………………………… Gabriela Knosová
2
PODĚKOVÁNÍ
Děkuji Ing. Ivě Hrnčiříkové za její odborné vedení, cenné rady a připomínky, které mi byly velkým přínosem při zpracování této bakalářské práce.
3
OBSAH ÚVOD……………………………………………..……………………….5
1.SACHARIDY……………………………….…………………….……..6 1.1 Rozdělení sacharidů ………………………………………………6 1.2 Vláknina………………………………………….………………...8 2. METABOLISMUS SACHARIDŮ……………………………………11 2.1 Vstřebávání monosacharidů……………………………………..11 2.2 Vstřebávání disacharidů…………………………………………12 2.3 Vstřebávání oligosacharidů…………………………………..….14 3. NÁHRADNÍ SLADIDLA…………………………………….………15 3.1 Sladidla nízkoenergetická………………………………………..15 3.2 Sladidla diabetická……………………………………...………..16 3.3 Alternativní sladidla…………………………….……………..…17 4. GLYKEMICKÝ INDEX………………………………………….......18 4.1 Glykémie……………………………………………………..…....24 4.2 Postprandiální glykémie…………………………………...……..25 4.3 Inzulín……………………………………………………………..26 4.3.1 Diabetes mellitus……………………………………..…………29 5. GLYKEMICKÝ INDEX VE SPECIFICKÉ VÝŽIVĚ……………...32 5.1 Glykemický index ve výživě sportovců………………………………32 5.1.1 Sportující děti………………………………………………..…..33 5.1.2 Vytrvalostní sporty……………………………………….……..33 5.1.3 Silové sporty……………………………………………………..33 5.1.4 Superkompenzační sacharidová dieta…………………..……..34 5.1.5 Diabetičtí sportovci………………………………………….…..36 5.2 Glykemický index ve vztahu k obezitě a diabetu…………..………..36 5.2.1 Glykemická nálož………………………………………………..37
ZÁVĚR……..……………………………………………………………….41 RESUMÉ……………………………………………………………………42 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY……………………………………..43
4
ÚVOD
Ve své bakalářské práci jsem zpracovala problematiku výživy člověka v souvislosti se sacharidy a glykemickým indexem.
Sacharidy jsou základní a nejobjemnější složkou lidské stravy. Glykemický index potravin je s nimi úzce spjat, ačkoliv v dnešní době není , snad jen prozatím, tak znám. Díky tomu se snažím čtenáře této práce obeznámit se souvislostmi těchto dvou témat a nastínit základní procesy metabolismu živin s jejich současným vlivem na celkový zdravotní stav člověka.
Znalost glykemického indexu potravin nesouvisí pouze s běžnou výživou, lze ji využít i v oblasti sportu a v rámci prevence rizikových civilizačních onemocnění jakými jsou kardiovaskulární onemocnění, hypertenze, vysoké hladiny cholesterolu, obezita. Významný je i v léčbě diabetu.
Cílem práce bylo přehledně shrnout fakta týkající se sacharidů, jejich rozdělení a funkce společně s glykemickým indexem a jejich využití při utváření zdravějších stravovacích návyků široké veřejnosti, sportovců i pacientů s určitými onemocněními.
5
1. SACHARIDY
Přirozeně vznikají v buňkách fotoautotrofních organismů, zelených rostlin, asimilací vzdušného oxidu uhličitého, v přítomnosti vody, při využití energie denního světla tzv. fotosyntézou. Jejich zdroji jsou potraviny rostlinného původu, mléko, med. [18]
Sacharidy mají v přírodě velký význam, uplatňují se jako okamžitý zdroj energie, rezervní látky a energetické zásobárny, i jako látky stavební. Jeden gram sacharidu nese energii 17 KJ. Nízkomolekulární nesubstituované sacharidy, např. glukóza, fruktóza, sacharóza, laktóza mají sladkou chuť a často jsou označovány jako cukry. [16]
Fyziologický význam glukózy Kromě centrálního nervového systému (mozku a míchy), červených krvinek (erytrocytů) a dřeně nadledvin (produkující stresové hormony adrenalin a noradrenalin), které jsou po energetické stránce výhradně závislé na glykogenu, mohou všechny ostatní orgány a tkáně získávat energii i z tuků a bílkovin. Denní potřeba glykogenu pro mozek a míchu se pohybuje mezi 100 až 150 gramy. [11]
1.1 Rozdělení sacharidů
Sacharidy dělíme na monosacharidy, cukry jednoduché, a glykosidy, cukry složené. Monosacharidy jsou stavebními jednotkami glykosidů. Oligoglykosidy obsahují 2–10 monosacharidových jednotek, polyglykosidy jsou složeny z více než 10 monosacharidových jednotek. Většinou jich obsahují několik set až tisíc.[16]
6
Monosacharidy jsou jednoduché cukry, jejichž molekula je složena ze tří až sedmi atomů uhlíku, obsahuje hydroxylové skupiny a jednu skupinu aldehydovou nebo ketonovou. Podle toho je dělíme na aldózy (ribóza, glukóza, manóza) a ketózy (fruktóza). [16]
Oligosacharidy jsou sacharidy složené ze dvou nebo více molekul monosacharidů vázaných glykosidovou vazbou. Tato vazba vzniká vzájemnou reakcí dvou molekul monosacharidů, při níž se odštěpí voda. Vzniká vždy z reaktivní poloacetalové hydroxylové skupiny jedné molekuly monosacharidu s poloacetalovou nebo jinou hydroxylovou skupinou druhého monosacharidu.[16]
Disacharidy redukující Vyznačují se přítomností glykosidové vazby mezi atomem C1 jednoho monosacharidu a atomem C4 druhého monosacharidu. Maltóza, zvaná cukr sladový, vzniká hydrolýzou polysacharidů škrobu nebo glykogenu. Je složena ze dvou molekul glukózy. Má charakteristickou sladkou chuť. Je obsažena v klíčících zrnech ječmene a nachází se v pivě. Laktóza, cukr mléčný, je obsažena v mléce savců. Je složena z glukózy a galaktózy. Některé typy kvasinek ( kefírové kvasinky) zkvašují laktózu na ethanol a kyselinu mléčnou.. Toho se využívá při výrobě kefíru z kravského mléka. Důsledkem nedostatečné tvorby k jejímu trávení je nadýmání, průjem a další projevy nesnášenlivosti mléka. [14, 16]
Disacharidy neredukující Vyznačují se přítomností glykosidové vazby mezi atomem C1 jedné molekuly monosacharidu a atomem C1 druhé aldózy nebo atomem C2 ketózy. Trehalóza
je rezervní disacharid některých hub. Je složena z dvou molekul
glukózy, které jsou vůči sobě otočeny o 180°. Sacharóza je název pro cukr řepný nebo třtinový. Je složena z glukózy a fruktózy. Je to bílá krystalická látka sladké chuti. Vyskytuje se v cukru, cukrovinkách, fících, datlích apod. [14,16]
7
Polysacharidy Molekuly polysacharidů jsou složeny z mnoha molekul monosacharidů. Většina obsahuje několik set až tisíc monosacharidových jednotek. Slouží buď jako zásobárna energie u rostlin (škroby) a živočichů (glykogen), nebo mají funkci stavební (celulóza). Škrob a glykogen se nikdy nevstřebávají přímo, jsou tvořeny dlouhým řetězcem molekul glukózy, které se během trávení štěpí na lehce stravitelné monosacharidy. Škrob se ve formě škrobových zrn nachází v kořenech, plodech a semenech rostlin, zejména v obilninách a výrobcích z obilí, v luštěninách, bramborech, rýži, zelenině, ovoci. Tento druh sacharidu nechutná sladce. Za sacharidy jsou proto často mylně považovány jen ty potraviny, které mají sladkou chuť. [14, 16]
Glykogen je zásobárnou energie u savců, v jejichž játrech z něj, v případě potřeby, vzniká glukóza. Celulóza je druhem nestravitelného sacharidu, nepřeměňuje se tedy v glukózu. Dalším nestravitelným sacharidem v rostlinách jsou pektiny. Oba tyto sacharidy jsou nazývány souhrnně jako vláknina.
1.2 Vláknina
Podle Odstrčila, Odstrčilové, 2006, můžeme z výživového hlediska polysacharidy rozdělit do dvou skupin – využitelné, rostlinné škroby a živočišný glykogen, hlavní zdroje energie a nevyužitelné, balastní – člověk nemá enzymy, které by je štěpily. Patří sem celulóza, hemicelulóza, pektin, polysacharidy mořských řas, rostlinné gumy a slizy, lignin a živočišný chitin. Tyto látky se souhrnně nazývají termínem vláknina potravy.
Nerozpustná vláknina je nefermentovatelná. Tento typ vlákniny zkracuje průchod zažitiny střevem, působí tudíž jako prevence zácpy a v obecném důsledku zvyšuje objem a hmotnost stolice. Neovlivňuje však metabolismus a
8
nesnižuje pH. Váže vodu jen velmi málo. Patří sem celulóza, hemicelulóza, ligniny. Vyskytuje se v ovoci, zelenině, významně i v luštěninách a především v otrubách v zastoupení až 35%. [5, 10, 16]
Rozpustná vláknina (bývá označována i jako jemná, viskózní) je částečně nebo zcela fermentovatelná (enzymaticky zpracovatelná, tedy přeměnitelná bakteriemi tlustého střeva). Absorbuje vodu a je schopna bobtnat. Působí příznivě na
metabolismus
sacharidů,
tuků.
Patří
sem
pektiny,
slizy,
inuliny,
fruktooligosacharidy, rostlinné gumy – klovatiny, polysacharidy mořských řas – agar, karagenan, algin. [5, 16, 18]
Vlákninu zpracovávají anaerobní bakterie, které je štěpí na krátké mastné kyseliny (SCFA – laktát, propionát, butyrát). Ty pak slouží jako substrát pro výživu kolonocytů (epitelových buněk tlustého střeva). Podávání vlákniny slouží k prevenci zácpy, ale i průjmů způsobených dysmikrobií. [10]
Charakteristické vlastnosti rozpustné vlákniny podle Fořta, 2007: „Vláknina oddaluje vyprazdňování žaludku, snižuje glykemický index potravin a v tlustém střevě snižuje hodnotu pH. Dále podporuje tvorbu mastných kyselin s krátkým řetězcem (octová, propionová, máselná), které po vstřebání do krve příznivě ovlivňují metabolismus glukózy a tuků. Současně přispívají k růstu prospěšné bakteriální flóry v tlustém střevě. Vláknina rovněž omezuje vstřebávání přítomného cholesterolu a ošetřuje sliznici tlustého střeva.“
Odhad potřebného množství příjmu vlákniny na den je podle WHO- World Health Organisation,1999, asi 30 gramů. Z tohoto množství by měla být alespoň polovina přijímána z celozrnných výrobků a zbytek pak z čerstvého ovoce a zeleniny. [1, 10] „Množství nad 40 gramů je naopak považováno za rizikové (nadýmání, ztráta minerálních látek).“ Fořt 2007. [5]
9
Zdá se, že doporučované množství vlákniny podle WHO je však nedostačující pro zastánce makrobiotického stravování. Strnadelová, Zerzán, 2002 uvádějí jako optimální příjem vlákniny 40 až 50 gramů denně. Konzumaci méně než 30 gramů považují za rizikový faktor rakoviny tlustého střeva.
I když je nadměrný příjem vlákniny v naší populaci nepravděpodobný, může snížit absorpci některých vitaminů a minerálů, zejména vápníku a železa a účinnost některých léků, protože zhorší vstřebávání účinných látek. Proto by se měly léky a vláknina konzumovat s několikahodinovým odstupem. Zároveň je vzhledem ke své vlastnosti vázat vodu velmi důležité přijímat po celý den dostatek tekutin. [29]
10
2. METABOLISMUS SACHARIDŮ
Běžnou formou cukru, která je přítomna v organismu, je glukóza. Organismus však potřebuje i jiné druhy monosacharidů. Je schopen vzájemně přeměňovat monosacharidy, tvořit ribózu, deoxyribózu, galaktózu apod. K tomu účelu využívá různé druhy reakcí. [16]
2.1
Vstřebávání monosacharidů
Vstřebávání sacharidů se odehrává stěnou tenkého střeva, v duodeu (dvanáctník) a proximálním jejúnu (lačník). Sacharidy se resorbují dříve než se zbytky stravy dostanou do terminálního ilea(kyčelník). Maximální rychlost vstřebávání sacharidů je množství 120 g/hod.
Zatímco monosacharidy jsou v tenkém střevě resorbovány přímo, ostatní sacharidy musí být předtím rozštěpeny na monosacharidové jednotky, na glukózu, galaktózu a fruktózu. Digesce disacharidů a polysacharidů škrobu je katalyzována enzymy produkovanými žlázami, lokalizovanými ve stěně tenkého střeva nebo mimo něj.
Trávení škrobu začíná již v dutině ústní, je tedy časově velmi omezené, protože acidické pH v žaludku zastaví působení slinné amylázy, která je účinná pouze při pH neutrálním. K dalšímu štěpení škrobu dochází poté až v tenkém střevě působením amylázy vyměšované do střeva z pankreatu. V tenkém střevě tak vznikají postupně oligosacharidy tvořené 6, 5, 4, 3 a konečně 2 glukózovými jednotkami, tj. disacharid maltóza. Štěpení maltózy, stejně jako sacharózy a laktózy, již neprobíhá ve střevním lumen, ale na kartáčkovém lemu enterocytů. [22,27]
Tyto produkty intestinální resorpce disacharidů, monosacharidy, již mohou být transportovány do enterocytů a do krve. V případě glukózy a galaktózy se tak děje aktivním transportem. To znamená, že tyto hexózy jsou transportovány ze
11
střeva do krve proti koncentračnímu gradientu, tedy i v tom případě, že jejich koncentrace ve střevě je nižší než v krvi. Fruktóza je resorbována ze střeva pomaleji než glukóza a galaktóza. [22,27]
2.2 Vstřebávání disacharidů
Disacharidázy jsou částečně substrátově regulovány, tzn. že jejich aktivita je ovlivněna množstvím příslušného disacharidu v potravě. To platí zejména pro laktázu. Aktivita tohoto enzymu střevní sliznice je u populací s tradičním nízkým konzumem mléka (Indie, Eskymáci) až desetinásobně nižší než například u Evropanů nebo bělošských obyvatel USA.
Deficience laktázy Laktózová intolerance je pravděpodobně nejčastěji se vyskytující poruchou trávení disacharidů a postihuje značnou část světové populace, přitom má výrazné etnické pozadí. Zatímco u bělošských obyvatel USA (podobně jako u Evropanů) tato porucha postihuje přibližně jen 10% populace, u černošského obyvatelstva lze výskyt poruchy prokázat až v 70%. Porucha se manifestuje u dětí zpravidla ve věku od 4 do 16 let, takže využití laktózy z mléka v kojeneckém období není většinou postiženo. Méně častá je deficience sacharázy, která postihuje jen asi 0,2% populace. Na rozdíl od laktózové intolerance se však manifestuje již v kojeneckém období.
Kromě těchto specifických poruch trávení disacharidů dochází k nespecifickým poruchám digesce i resorpce při zánětech střeva, vyvolaných bakteriálními nebo virovými infekcemi, při parazitárních onemocněních střeva, při přecitlivělosti na některé potraviny, dále při podávání vysokých dávek některých léků a po chirurgickém odstranění některé části gastrointestinálního traktu. V těchto případech se pochopitelně jedná o generalizovanou poruchu digesce a resorpce i ostatních živin.[22,27].
12
Při poklesu aktivit disacharidáz zůstávají disacharidy v tenkém střevě nerozštěpeny a osmotickým efektem přitahují vodu z krevní plazmy do střevního lumen, čímž se zvyšuje střevní náplň. Trávenina pak rychle postupuje do tlustého střeva, kde jsou nestrávené disacharidy rozkládány bakteriemi, přičemž vznikají nízkomolekulární látky, dále zvyšující osmotický efekt. Zůstane-li například 50g disacharidů nestráveno, tyto disacharidy, spolu s produkty jejich bakteriálního rozkladu, váží na sebe až litr vody, což výrazně zvyšuje obsah tlustého střeva i tlak na jeho stěnu a vede tak k vodnatému průjmu.
Vzhledem k tomu, že střevní pasáž je patologicky zvýšena a tudíž kontakt živin s intestinální sliznicí je zkrácen, může při těchto poruchách sekundárně docházet i ke snížené digesci a resorpci jiných živin, včetně vitaminů. Příznaky vymizejí po vyloučení příslušného disacharidu z potravy. Eliminace sacharózy z potravy nemá žádné negativní důsledky, naopak může mít výsledky spíše pozitivní, vzhledem k tomu, že sacharóza je zčásti zodpovědná za vznik zubního kazu.
Z nutričního hlediska je závažnější laktózová intolerance pro nesnášenlivost mléka, vzhledem k výše popsaným nepříjemným intestinálním potížím spojených s jeho požitím. Na tomto místě je třeba připomenout, že mléko je významným zdrojem lehce stravitelných plnohodnotných živočišných bílkovin a v tucích rozpustných vitaminů. Tyto živiny lze sice nahradit z jiných zdrojů, ale mléko je však navíc bohatým a obtížně nahraditelným zdrojem kalcia. Řešením je podávání bezlaktózového mléka, v němž je obsah laktózy uměle snížen, ale obsah ostatních složek včetně kalcia je zachován.[22,27]
13
2.3 Vstřebávání oligosacharidů
Za zmínku stojí intestinální zpracování a účinky oligosacharidů obsažených v luštěninách - stachyózy a vebaskózy - na intestinální funkce. Luštěniny jsou bohatým, u nás zatím ne zcela doceněným zdrojem bílkovin, vlákniny, škrobu, vitaminů a minerálií. Žádná část lidského gastrointestinálního traktu však neprodukuje enzymy, schopné štěpit zmíněné oligosacharidy. Tyto procházejí tudíž nezměněny do tlustého střeva, kde vzniká značné množství plynů, hlavně CO, což vede k plynatosti, případně průjmu. Vzhledem k tomu, že tyto oligosacharidy jsou rozpustné ve vodě, lze jejich obsah v luštěninách výrazně snížit několikahodinovým máčením ve vodě před kuchyňskou úpravou. Je přirozené, že tuto vodu pak již není vhodné použít při další přípravě luštěnin. Tím se samozřejmě zbavujeme kromě těchto oligosacharidů, alespoň částečně i minerálií a ve vodě rozpustných vitaminů. Jiným způsobem jak zbavit luštěniny těchto oligosacharidů, je klíčení. Například naklíčené sojové boby, hojně konzumované v asijských zemích, jsou po třech dnech klíčení téměř zcela prosté těchto oligosacharidů. [22, 27]
14
3. NÁHRADNÍ SLADIDLA
Jako náhradní sladidla označujeme všechny sladké látky, které jsou v potravinářství využívány pro slazení místo přirozených cukrů. Všechny tyto látky musí mít schválení použití. V tom jsou ve světe určité rozdíly. Nejsou to všechny sladké látky, protože některé sladce chutnající látky nemají příslušné schválení a ví se o jejich škodlivosti (např. stavosidy mají proliferační a kancerogenní účinek). Ve světě jsou schválena jak starší sladidla sacharin, cyklamát a asparatam, tak novější acesulfam K, sukralóza, alitam, neotam. Obvykle jsou tyto preparáty užívány v určitém poměru ve směsi. Schválená sladidla se rozělují na neenergetická, nízkoenergetická a diabetická. [20]
3.1 Sladidla nízkoenergetická, neenergetická Chemicky připravená umělá sladidla obsahující zanedbatelné množství energie jsou vyrobena chemickou cestou. Kromě sladké chuti nemají s cukrem nic společného. Nejsou zdrojem energie, proto neovlivňují glykémii. Především se jedná o aspartam, sacharin a acesulfam. [13]
Aspartam je kombinací aminokyseliny fenylalaninu a kyseliny asparágové. Nesmějí jej užívat lidé trpící fenylketonurií, jednou z vzácných odchylek metabolismu. Po zahřátí hořkne, proto není vhodný k tepelné úpravě. Aspartam je nejen ve světě, ale i u nás nejvíce používaným a nejdostupnějším sladidlem. [5,13] Acesulfam K je odvozen od kyseliny octové.
Sacharin je 200–500 krát sladší než cukr, je chemicky podobný acesulfamu K, vstřebává se a znovu vylučuje v nezměněné formě močí. Není vhodný pro děti do tří let, pro těhotné a kojící matky. [13,16] Sacharin je bílý krystalický prášek ve vodě špatně rozpustný, proto se častěji používá jako sodná nebo vápenatá sůl. Vyrábí se z kamenouhelného dehtu. Většinou se používá v kombinaci s jinými sladidly. [17]
15
Cyklamáty, neboli soli kyseliny cyklohexylaminosulfonové, mají mnohem lepší vlastnosti než sacharin. Nejsou hořké, na světle neoxidují, v kyselém prostředí se nemění, mohou se tepelně upravovat, jsou poměrně dobře vylučovány ledvinami (nestráví se). Jsou asi 50 krát sladší než cukr, proto se jejich sladivost zvyšuje např. přidáním sacharinu. [17]
Sukralóza je jediným z cukru vyráběným sladidlem, které neobsahuje žádné kalorie ani sacharidy. Je 600 krát sladší než sacharóza. Organismus ji nemetabolizuje. [15] Podle Fořta, 2007, sukralóza (nestravitelný cukr) obsahuje v molekule chlór.
Neotam představuje v současné době nejsilnější sladidlo. Intenzita sladkosti je 700–13000 krát větší než u sacharózy. Jde o derivát dipeptidu, který se získává z aminokyselin, kyseliny asparágové a fenylalaninu.[15]
3.2 Sladidla diabetická
Tento pojem je dnes prakticky totožný se sladidly nízkoenergetickými a neenergetickými. Klasickým čistě diabetickým sladidlem je sorbit, cukr, který nevede k vzestupu glykémie, ale jehož energetický obsah je stejný jako u cukru. [20] Ve
výživě
diabetiků
se
uplatňuje
fruktóza
a
alkoholický
cukr
sorbit(sorbitol). Sorbit se vyrábí redukcí fruktózy. Tvoří bezbarvé krystalky sladké chuti, dobře rozpustné ve vodě. Sorbit je termostabilní, proto se může používat i k pečení a vaření. Nevýhodou jsou laxativní účinky. [17]
Mindell, 2002, dále uvádí: „Sorbitol, maltitol a xylitol jsou tedy běžné přírodní cukry, které se vstřebávají podstatně déle než glukóza a sacharóza. Mají stejný počet kalorií jako ostatní sacharidy a vydávat je za náhražky běžného cukru je nesolidní. „
16
Maltitol vzniká hydrogenací maltózy, je vhodný pro diabetiky. Maltóza se vyrábí hydrolýzou škrobu enzymem amylázou. Je velmi dobře stravitelná, proto ji využívá farmacie na výrobu dietetických přípravků, používá se také do medicinálních vín a je obsažena v různých instantních nápojích. [17]
3.3 Alternativní sladidla
Možnost omezení příjmu jednoduchých cukrů jako sladidel lze spatřovat v použití tzv. alternativních sladidel, veřejnosti neznámých. Vynikající je „amasaké“, což je fermentovaný oves, ječmen nebo rýže, „mochi“ (fermentovaná rýže) a „sladěnka“ z ječmene (dostupná ve formě hustého sirupu). [5]
Steviosid je získáván z rostliny Stevia (Stevia Rebaudiana). Je to tropická bylina rostoucí v Jižní Americe. Slouží jako přírodní sladidlo. Je 200 krát sladší než cukr, neobsahuje energii, je vhodná i pro diabetiky. [5,16]
17
4. GLYKEMICKÝ INDEX
Sacharidy se dostávají do krve rozdílnou rychlostí podle typu potraviny a typu přítomného sacharidu. Díky tomu může glykemie (hladina krevního cukru) po jídle dosáhnout vysokých hodnot, které jsou jednoznačně škodlivé, nebo naopak málo významné. Stoupá-li cukr v krvi pomalu, stačí být postupně přenášen do buňek a nepřispívá tedy k rozvoji diabetických komplikací. Této vlastnosti se u potravin říká glykemický index– GI. Každá potravina obsahující cukry má svůj GI. [17]
Autorem teorie glykemického indexu je David Jenkins, profesor výživy na kanadské univerzitě v Torontu, který se touto problematikou začal zabývat v 80. letech. Jeho hlavním motivem bylo pomoci diabetikům při formulaci skladby jejich stravy, kde zjistil významné nesprávné tendence. V roce 1977 popsal snížení postprandiální glykemie (glykemie po jídle) po obohacení potravy viskózní vlákninou nebo při menším tepelném zpracování. V roce 1982 popsal v časopise Diabetologie, že potraviny bohaté na sacharidy ve formě škrobu s nízkým obsahem vlákniny mají rozdílný vliv na postprandiální glykemii u diabetiků, ale i u zdravých jedinců. [5, 12,15,17]
18
Obrázek č. 1: Glykemický index, hladina cukru v krvi [ 29]
Glykemický index je tedy definován jako poměr plochy pod vzestupnou částí křivky postprandiální glykemie testované potravy, která obsahuje 50 g sacharidů a standardní potravy taktéž s obsahem 50 g sacharidů (bílý chléb). Zjednodušeně lze říci, že GI určuje, jak dalece vychyluje konzumace dané potraviny hladinu cukru v krvi. Vliv na glykemický index má složení i úprava potravy, poměr jednotlivých živin (zejména proteinů a tuků), obsah vlákniny. GI je pouze minimálně ovlivněn inzulinovou senzitivitou, příjem potravy s nízkým glykemickým indexem však citlivost tkání k inzulinu zvyšuje. [12]
Dříve se brala pro ovlivnění hladiny cukru v krvi v úvahu i složitost chemické struktury. Za „rychlé“ cukry byly považovány ty, které měly jednoduchou stavbu (cukr do kávy) a zvyšovaly údajně hladinu cukru v krvi rychleji než „pomalé“ cukry, kam byly řazeny polysacharidy (obiloviny, brambory, rýže), jejichž složená molekula musela být při trávení rozložena na cukr jednoduchý. Proto jsme ještě v době poměrně nedávné slýchali ze všech stran doporučení zvýšit spotřebu komplexních sacharidů, tedy polysacharidů, konkrétně těstovin, rýže, brambor, pečiva a dalších obilovin. Postupně ovšem praxe začala odhalovat nové skutečnosti, že hledisko složitosti struktury nebere
19
zcela v úvahu dopad na glykemii. Monosacharid fruktóza, a dokonce i disacharid sacharóza (obsažená ve sladkostech, zmrzlinách) zvýší glykemii pomaleji než některé komplexní sacharidy (obsažené v rýži, chlebu). [14]
Dickinson ve své práci zdůrazňuje, že prospektivní observační studie včetně jejich metaanalýz jasně prokazují hladinu glykémie za 2 hodiny po jídle jako nezávislý predikátor morbidity a mortality na kardiovaskulární choroby nejen u diabetiků, ale i u osob bez diabetu. Z tohoto nálezu lze usuzovat, že zdroje glykémie a dietních glycidů hraji v riziku makroangiopatických komplikací svoji úlohu. [12]
U krátce trvajících studií s obézními osobami s hyperlipoproteinémií dokázalo podávání diety o nízkém glykemickém indexu zlepšit přítomné rizikové faktory kardiovaskulárních onemocnění, včetně redukce LDL cholesterolu a zlepšení citlivosti k působení inzulínu. [12]
Praktické využití hodnot GI Praktické využití principu glykemického indexu je možné pouze na základě znalosti hodnoty GI jednotlivých potravin a pokrmů. Základem hodnocení potravin podle teorie glykemického indexu je hodnota GI čisté glukózy, stanovená číslem 100. Potraviny, jejichž hodnota GI je nižší než 55, jsou řazeny do kategorie nízkého GI, potraviny, které mají hodnotu GI mezi 55 až 70, do kategorie středního GI a ty, které mají hodnotu GI vyšší než 70, do kategorie vysokého GI. [4]
Důležitá fakta týkající se hodnot GI podle Fořta (2002): - Čím vyšší je obsah jednoduchých cukrů, tím vyšší je hodnota GI (například limonády a sirupy). - Čím vyšší je obsah škrobů, tím nižší je hodnota GI – jeho hodnota dále klesá, pokud potravina současně obsahuje bílkoviny i tuky.
20
- Tepelné zpracování potraviny s vysokým obsahem škrobu a cukrů (například pudink, ale také chléb) zvyšuje hodnotu GI. Ta je nejvyšší v případě, kdy se daná potravina konzumuje teplá. - Čím vyšší je obsah vlákniny, tím nižší je hodnota GI. - Využití skladby stravy vycházející z teorie zónové diety je přínosem, protože snižuje hodnotu GI výsledného pokrmu. - Hodnota GI vařených, ale za studena konzumovaných brambor je výrazně nižší než brambor pečených, konzumovaných ještě horkých. - Hodnota GI podtržených nazelenalých banánů je jen asi 43, ale zralých žlutých přes 70! Obecně mají zralé plody vyšší hodnotu GI než nedozrálé. - Výsledná hodnota
GI
závisí také
na
množství
požitých
vysokosacharidových potravin. 50 g potraviny s vysokým GI je přibližně totéž jako 100g potraviny s podprůměrným GI. - Seriózní měření prokázala, že jednou z nejvyšších hodnot GI disponuje čerstvá pizza! Zvýšená hladina krevního cukru po její konzumaci přetrvává až 8 hodin! Stejně se však projeví klasické české buchty a do značné míry i čerstvý, ještě teplý bílý chléb! - Čerstvě dušená rýže (loupaná), konzumovaná ještě horká, má hodnotu GI dokonce vyšší než 100 podobně jako rýžové nudle. Částečné řešení spočívá v použití rýže dlouhozrnné, nejlépe však Basmati. - Hodnota GI potravin téhož druhu se mění v průběhu roku, zelená jablka mají nízkou hodnotu GI, ale podzimní a dlouhodobě skladovaná naopak vysokou. Podobně je tomu s jiným ovocem a bramborami. - Přídavek citronové šťávy nebo octa výrazně snižuje hodnotu GI. - Přídavek tuku významně snižuje hodnotu GI.
21
Tabulka 1: Glykemický index (GI) potravin GI glukózy = 100 [27] GI 27 70 85 52 90 70 76 87 65 50 10 40 90 30 70 72 75 70 10 27 30 22 22 22 48 75 25 73 87 50 47 44 50 40 65 30 40 30
Potravina Boby sušené Bramborová kaše Bramborová kaše instantní Bramborové knedlíky Brambory pečené v troubě Brambory šťouchané Brambory v mikrovlnce Brambory vař.bez slupky Brambory vařené v páře Brambory vařené ve slupce Brokolice Broskev Burizony Cizrna vařená Cocacola Cornflakes Croissant Cukr sacharóza Česnek Čočka červená Čočka hnědá Čočka zelená Čokoláda hořká 70% kakaa Čokoláda nápoj s uměl.sladidlem Čokoládový nápoj slazený Donut Droždí Dýně Džem jahodový Džem průměr Džus grapefruitový Džus mrkvový Džus pomerančový Džus rajčatový Fanta Fazole bílé Fazole červené Fazole zelené
GI 50 30 85 71 65 55 30 60 30 25 29 29 70 70 50 61 35 61 61 70 30 15 20 22 10 27 58 42 38 35 74 76 51 40 10 70 39 36
22
Potravina Mango Marmeláda ovocná bez cukru Med Meloun červený Meloun žlutý Meruňka Meruňky sušené Mléko kondenzované slazené Mléko odtučněné Mléko plnotučné Mléko polotučné Mléko sojové Mouka amarantová Mouka bílá Mouka z pohanky Mouka žitná Mrkev syrová Muffin Musli tyčinka Nudle Nutella Ořechy vlašské Oříšky burské Oříšky Kešu Paprika Párky Pizza sýrová Polévka čočková Polévka rajčatová Pomeranč Pomfrity Popcorn bez cukru Pšenice rychle vařená Pudink instantní Rajče Ravioli Ravioli plněné masem Rybí prsty
35 50 20 100 22 10 60 22 90 48 65 40 35 75 56 64 39 47 70 44 40 50 32 35 48 70 48 70 70 50 54 48 46 42 56 70 34 53 45 64 45
Fíky Fíky sušené Fruktoza Glukoza Grapefruit Houby Houska hamburgerová Hrách loupaný Hranolky smažené Hrášek zelený Hrozinky Hroznové víno Hruška Chipsy Chléb bílý Pita Chléb celozrnný Chléb černý německý Chléb ovesný otruby Chléb pšeničný bílý Chléb žitný Jablečná šťáva přírodní Jahody Jogurt nízkotučný s fruktozou Jogurt slazený Jogurt sojový Kaše kukuřičná Kaše ovesná Kaše ovesná+E80 Kaše ovesná Kavli křehký chléb Kiwi Koktejl ovocný Koláče Kompot broskev Kompot hruška Kompot meruňky Kukuřice Kukuřice indická Kukuřice sladká Kuřecí nugety Kuskus Laktóza
50 56 58 54 44 47 85 50 10 20 14 50 57 55 55 60 41 35 44 40 22 40 55 49 20 64 47 55 43 49 51 52 39 55 65 10 10 60 50 32
23
Rýže basmati Rýže bílá Rýže bílá dlouhá Rýže hnědá Rýže instantní vařená minutu Rýže parboiled Rýže předvařená Rýže tmavá natural Saláty hlávkové Soja vařená Sojové boby v konzervě Sorbet Sušenky bohaté na vlákninu Sušenky máslové Sušenky slané Špageti vaařené 20 minut Špageti vařené 10-15 minut Špageti vařené 5 minut Špagety vařené al dente Šťáva z čerst.pomer. Švestka Těstoviny celozrnné Těstoviny vařené bílé Tortelini sýrové Třešně Tyčinka Mars karamelová Tyčinka Mars ořechová Tyčinka Snickers Tyčinka Twix Vařená mrkev Vločky Kellogs Vločky Kellogs s medem Vločky Kelloogs Vločky musli Zavařenina Zelenina kořenová Zelí Zmrzlina Zmrzlina nízkotučná Žito - zrno
4.1 GLYKÉMIE
Hladina, neboli množství glukózy v krvi, se nazývá glykémie. Je to důležitý pojem zejména v souvislosti s diabetem. Glykémie se udává v jednotkách milimol na jeden litr krve (mmol/l). U zdravého člověka glykémie neklesne pod 3,3mmol/l a nalačno nestoupne přes 5,5 mmol/l. V této době je rychlost vstupu glukózy do krevní cirkulace závislá na fyziologickém poměru rychlosti glukózové produkce a glukózové utilizace. Zvýšení glykémie po jídle dosahuje vrcholu za 60 minut a většinou nepřekračuje hodnotu 6,8 mmol/l. K preprandiální úrovni (před jídlem) se hladiny glykémie vracejí do 2-3 hodin po jídle. Absorpce glycidů přijatých v jídle však trvá nejméně 5–6 hodin. Na hladinu glykémie ale tato absorpce již nemá vliv. [12, 13]
Hyperglykémie – vysoká hladina krevního cukru, působí komplikace při diabetu. Hypoglykémie – nízká hladina krevního cukru, obvykle pod 3,3 mmol/l. Objeví se, když vznikne nerovnováha mezi nadbytkem inzulinu a nedostatkem glukózy. Je komplikací diabetu. [13]
Zdravý organismus udržuje hladinu glukózy v krvi ve velmi úzkých mezích. Zvýšení hladiny glukózy v krvi člověk na sobě ihned nepozná, nic ho nebolí. Dlouhodobě zvýšená glykémie má však závažné důsledky na zdraví. Snížení glykémie člověk vnímá jako nepříjemné pocity až nevolnost, při výrazném snížení pak až mdlobu. Opakované stavy hypoglykémie mají také závažné zdravotní následky. [14]
24
4.2 POSTPRANDIÁLNÍ GLYKÉMIE
Definice postprandiální glykémie praví, že jdë o koncentraci glukózy v krvi po jídle. Na udržování glykémie v úzkém fyziologickém pásmu se podílí řada hormonálních vlivů a metabolických procesů. Sama postprandiální hladina glykémie řídí několik metabolických kroků, které vedou k co nejrychlejšímu návratu glykémie do pásma fyziologických hodnot. Výše hladiny krevního cukru po jídle je proměnlivá veličina a je mnohem variabilnější než glykémie na lačno. U zdravých osob je determinována řadou proměnných: - čas podání jídla - kvantita jídla - kvalita jídla (obsah glycidů a tuků) - inzulínová sekrece - glukagonová sekrece - rychlost vyprazdňování žaludku - rychlost absorpce v tenkém střevě - fyzická aktivita před a po jídle [12]
Zvýšení glykémie po jídle stimuluje glukózové zpracování, inhibuje endogenní produkci glukózy, inhibuje sekreci glukagonu, stimuluje sekreci inzulinu.
Glykemický index znamená v podstatě změřený postprandiální potenciál glycidů obsažených v dané potravině. Příkladem potravin s nízkým glykemickým indexem, tzn. potravin nejméně zvyšujících postprandiální glykémii, jsou například těstoviny, krátce vařená rýže, luštěniny, celozrnný chléb, jablka. Naopak nejméně vhodná jídla, která mohou nejvíce zvyšovat postprandiální hyperglykémie, jsou vařené brambory, bílé pečivo, sušenky, banány. [12]
Postprandiální glykémii ovlivňuje také mnoho individuálních faktorů, např. rychlost vyprazdňování žaludku, kousání stravy i funkce střeva. [20]
25
4.3 INZULIN
Endokrinní část slinivky břišní je tvořena ostrůvky, které jsou rozmístěny v exokrinní tkáni této žlázy s dvojí sekreční funkcí. Fyziologická činnost pankreatu s vnitřní sekrecí je kontrolována velkou řadou hormonů, ostrůvkových peptidů a neurotransmiterů. Pankreatické ostrůvky jsou bohatě vaskularizovány a díky centrifugálnímu toku krve z centrální části ostrůvků bohaté na B-buňky (beta) do okrajových částí s A(alfa), D(delta) a PP buňkami je zajištěno vzájemné ovlivňování jejich sekreční činnosti cestou endokrinního, parakrinního i autokrinního působení. Každý ostrůvek je v podstatě komplexní mikroorgán tvořený tisíci sekrečních buněk, z nichž je téměř 90% B- buněk produkujících životně důležitý hormon inzulin. [12]
Výroba inzulínu se v těchto buňkách řídí podle glykémie. Beta-buňky ji dokáží bezchybně rozpoznávat. Když glykémie stoupá, začne se inzulínu tvořit více, aby se mohla glukóza z krve uložit do zásob. Když glykémie klesá, výroba inzulínu se sníží tak, aby zbytečně další glukóza z krve neubývala. Určité množství inzulínu beta-buňky ale vyrábějí stále: To je inzulín, který je třeba k otevírání všech buněk v těle, aby do nich mohla vstupovat glukóza a aby se v nich mohla dobře využívat. Cílovými tkáněmi inzulínu jsou tedy všechny buňky našeho těla. Všechny buňky potřebují inzulín, aby mohly využívat glukózu. Výjimku tvoří jen buňky centrálního nervového systému.
Na základě těchto jednoduchých zákonitostí hlídá inzulín naši glykémii a zajišťuje účelné hospodaření s glukózou v celém těle.
Když beta-buňky přestávají být schopné vyrábět a dodávat do těla inzulín, je zapotřebí jim pomoci. Je třeba začít do těla přivádět inzulín jako lék. [13, 23]
Inzulin je makromolekula bílkovinné povahy. Skládá se ze dvou polypeptidických řetězců (A,B), které jsou spojeny disulfidickými můstky a které
26
dohromady mají 51 amionokyselin – řetězec A obsahuje 21 aminokyselin a řetězec B 30 aminokyselin. [23]
V pořadí významnosti je inzulín následován glukagonem, který je vytvářen A(alfa) buňkami. Další buňky pankreatických ostrůvků jsou D(delta) buňky, tvořící somatostatin a PP buňky s pankreatickým polypeptidem jako svým produktem. [12]
Z metabolického hlediska je inzulin hlavním anabolickým hormonem. Glukagon je silným stimulátorem sekrece inzulinu a z metabolického hlediska je hlavním katabolickým hormonem a tedy vzhledem k inzulinu kontraregulačním hormonem. Při svalové práci je glukagon primárním regulátorem jaterní glykogenolýzy a glukoneogeneze vyrovnávající potřebu glukózy v svalech. Stoupající hladina glukagonu zajišťuje normální hodnoty krevního cukru při fyzické námaze. [12]
Inzulín snižuje hladinu glukózy v plazmě tím, že potlačuje její tvorbu v játrech a zvyšuje její využití svalovou a tukovou (a dalšími) tkání. Svaly, játra a tuk jsou proto zpravidla označovány jako „inzulín-senzitivní“ tkáně. Naproti tomu mozek je tradičně považován za tkáň necitlivou k inzulínu, protože jeho schopnost využívat glukózu na inzulínu nezávisí. [24]
27
Obrázek č.2: Sekrece inzulinu v pankreatu, [28]
28
4.3.1 DIABETES MELLITUS
Diabetes mellitus je diagnostikován na základě zvýšení hladiny krevního cukru.
Glykémie může stoupat z různých důvodů. Podle toho rozlišujme několik typů diabetu. Nejdůležitější jsou dva z nich : označují se jako diabetes mellitus 1. typu a diabetes mellitus 2. typu. U obou typů stoupá glykémie, ale u každého z nich z jiné příčiny. [13]
Diabetes je definován jako přítomnost glykémie nalačno v žilní plazmě od 7mmol/l výše. V tomto smyslu došlo k definici zvýšené, porušené glykémie nalačno při hodnotách nad 5,6 mmol/l nalačno. [20]
Diabetes mellitus 1. typu Inzulindependentní diabetes mellitus (závislý na inzulínu). Vzniká většinou v mládí. U tohoto typu je významná interakce genetických vlivů a prostředí. Předpokládá se, že vznik diabetu tohoto typu ovlivňují zejména další faktory prostředí. Je to především časný příjem kravského mléka, resp. kratší kojení a virové infekce. Oba faktory se zřejmě podílejí na vzniku autoimunitní reakce proti pankreatickým beta buňkám, které přestávají produkovat inzulín. Když se po jídle vstřebává glukoza do krve a glykémie stoupá, nepřichází povel, aby se nadbytečná glukoza uložila do zásob v játrech. Glykémie je vysoká a v tomto případě stoupá,i když člověk nejí, játra tvoří stále další glukózu. Tělní buňky však nemohou glukózu dobře využívat, chybí jim k tomu inzulín, který buňky pro glukózu otevírá. Buňky tak zůstávají uzavřené,i
když
jsou omývány krví
s velikým obsahem glukózy. Koupou se tedy v moři glukózy a přitom hladovějí. [13,15, 20]
Jedinou léčbou tohoto typu diabetu je celoživotní podávání inzulínu. Jednou porušená výroba inzulínu se už nemůže obnovit. Diabetik 1. typu nemá většinou
29
sklony k otylosti a energetický příjem není výrazně omezen, ani nesouvisí s tím, zda měl nebo neměl rád sladká jídla. [13, 20]
Diabetes mellitus 2. typu Inzulinnondependentní diabetes mellitus (nezávislý na inzulínu). Vyskytuje se mnohem častěji než diabetes 1. typu. Vzniká hlavně proto, že tělo neumí na inzulín dobře reagovat, ztrácí k němu vnímavost. Beta buňky vyrabějí inzulínu dost, někdy i více, než je obvyklé. [13]
Diabetik 2. typu má zvýšenou tendenci přibírat na hmotnosti s ohledem na celoživotní rozvoj metabolického syndromu (androidní obezita, hypertenze, dyslipidémie), a proto musí mít dietu méně energeticky bohatou. Diabetici 2. typu jsou většinou starší lidé s nižší fyzickou aktivitou a nižším energetickým výdejem, proto musí být i příjem nižší. Dieta je nejdůležitější součástí léčby diabetu tohoto typu a často se tento typ diabetu zhubnutím úplně vyléčí. Nestačí li dieta, je možné u diabetu 2. typu zkusit léčení tabletami, které umějí posílit vlastní tvorbu inzulinu nebo zvýšit vnímavost buněk k inzulinu. Teprve když ani tato léčba nepřináší úspěch, zahajuje se i u diabetu 2. typu léčení inzulinem. [13, 20]
Důležitým faktorem léčby diabetu 2.typu je rovněž fyzická aktivita, protože příznivě ovlivňuje inzulinovou senzitivitu a glukózovou toleranci a hraje svoji roli i v léčbě některých přidružených problémů, jako je např. obezita. [15]
Příjem potravin s nižším glykemickým indexem a vyšším obsahem vlákniny vede ke snížení výskytu cukrovky 2. typu. [20]
30
Tabulka č. 2: Dva hlavní typy diabetu [13 ] Glykemie Glukóza v moči (glykosurie) Tvorba inzulinu v těle Příčina vzniku diabetu Spojení s otylostí Věk při vzniku diabetu
Léčení
Diabetes mellitus 1.typu Diabetes mellitus 2.typu zvýšená zvýšená ano ano Malá až žádná Malá až žádná tvorba inzulinu ne Dětství, dospívání, časná dospělost, méně ve zralém věku Inzulin injekčně
31
Normální, častěji zvýšená Ztráta vnímavosti k inzulinu časté Zralý věk a stáří, vzácně i dříve Pokus o obnovení vnímavosti k inzulinu: 1. redukční dieta, 2. tablety zvyšující vnímavost k inzulinu, 3. při neúspěchu inzulin injekčně
5. GLYKEMICKÝ INDEX VE SPECIFICKÉ VÝŽIVĚ
5.1 GLYKEMICKÝ INDEX VE VÝŽIVĚ SPORTOVCŮ
Australanka Diana Thomas a její spolupracovníci byli první, kdo navrhli využití glykemického indexu v oblasti výživy při sportu pro ovlivnění glykemické odpovědi na jídlo obsahující sacharidy před fyzickou zátěží. Bylo zjištěno, že potravina, která dodá 1gram sacharidů/ kg tělesné hmotnosti a má nízký GI (např. čočka) snědená 1hodinu před jízdou na kole s VO2 max 67%, prodlužuje dobu do vzniku vyčerpání v porovnání s konzumací odpovídajícího množství sacharidů ve formě potraviny s vysokým glykemickým indexem (např. brambory). Toto zjištění bylo vysvětleno malou reakcí glykémie a inzulinémie na příjem potraviny s nízkým GI na rozdíl od jídla s vysokým GI, který zajistil stálejší hladinu glukózy v krvi během zátěže a zvýšenou koncentraci volných mastných kyselin. [15]
Efekt glykemického indexu je velmi obře využitelný ve výživě sportovce (stejně ve stravě dítěte) a v redukční dietě. Volba potravin s vysokým nebo nízkým glykemickým indexem totiž může být účinným regulátorem výživového chování. [4]
Hlavní příčinou vyčerpání při dlouhodobé zátěži je nedostatečná tělesná zásoba sacharidů. V typickém případě je zásoba glykogenu trénovaném svalu 100-120 mmol/kg a tato zásoba v průběhu každého tréninku klesá v menší nebo větší míře v závislosti na délce trvání a intenzitě zátěže. Pokud nedojde k poškození svalů, mohou se zásoby svalového glykogenu normalizovat za 24 hodin odpočinku, kdy je zajištěn dostatečný příjem sacharidů, tj. 7 – 10g/kg tělesné váhy. Takové zásoby se zdají být dostatečným energetickým zdrojem pro výkon nepřesahující 60-90 minut. [15]
32
5.1.1 Sportující děti U malých sportovců je výhodné udržet stálou hladinu krevního cukru, protože jejich aktuální výkon prudce klesá v důsledku rychlého vyčerpání rezerv cukrů v případě náročného tréninku, což působí následný pokles hladiny krevního cukru. Děti však přirozeně inklinují ke sladkostem, které většinou mají vysokou hladinu GI. To situaci komplikuje, protože klesá příjem bílkovin. Řešením je častější podávání stravy v malých objemech, aniž by se preferovaly produkty vyloženě přeslazené. V případě dětí, trpících nadváhou, je to právě nevhodně častá konzumace potravin s vysokým GI, která vede ke kolísání hladiny krevního cukru, a tím k častější touze po další sladkosti. [4]
5.1.2 Vytrvalostní sporty Vytrvalci zjistili, že není dobré, když se před startem předávkují jednoduchými cukry. Když těsně před startem sníte přeslazený pudink nebo větší množství glukózy v nápoji, zvýšená produkce inzulinu zablokuje použití mastných kyselin, takže v případě, že výkon bude delší než 90minut, bude problém, ho dokončit. Důvodem je předčasné vyčerpání zásob glykogenu. Toto upozornění není v rozporu se zjištěním, že nejlepší vytrvalostní výkon lze podat jedině po stravě bohaté na cukry. Před startem několik hodin trvajícího výkonu jezte maximálně 50 až 70 gramů cukrů ve formě jídla s převahou škrobů, ale dejte si je nejpozději 120 minut před startem. [4]
Po ukončení výkonu můžete použít potraviny s vysokým glykemickým indexem, protože v tu chvíli je nezbytné doplnit zásoby glykogenu. Není to však bezpodmínečně nutné, pokud vás v následujících třech dnech nečeká další výkon. S ohledem na vysoký GI jsou jako první pokrm po náročném vytrvalostním výkonu ideální pečené brambory. [4]
5.1.3 Silové sporty V tomto případě je možné konzumovat před tréninkem vysokosacharidový pokrm pouze v případě, že zátěž bude trvat relativně krátkou dobu a jeho intenzita bude vysoká. Je to tedy možné před kolektivními sporty jako jsou basketbal,
33
kopaná a lední hokej, které jsou založeny na rychlosti a výbušné síle. Konzumace cukrů bezprostředně po ukončení tréninku je vhodná jen v případě, kdy sportovec intenzivně trénuje každý den, takže je obtížné se dokonale regenerovat, a mělo by se jednat zejména o škroby. [4]
Samotný dostatečný přísun sacharidů nezaručuje požadované navýšení glykogenových zásob pro výkon. Dalším mnohem důležitějším předpokladem pro zvýšení zásob svalového glykogenu je, že svalstvo předtím podrobíme fyzické zátěži tak, aby došlo k úplnému vyčerpání stávajících glykogenových zásob. Nejdříve totiž toto vyčerpání zásob sacharidů uvede do chodu potřebné enzymy a regulační systémy, které jsou nutné pro opětovné načerpání a navýšení zásob glykogenu nutné.
Přitom jak je organismus nucen opakovaně doplňovat
vyčerpané zásoby, se snaží o skutečný opak a v rámci regenerace se snaží vytvořit větší zásoby energie, než které měl na počátku. Tento jev označujeme jako superkompenzace. [11]
Dosažení tzv. nálože sacharidů je součástí postupů jak dosáhnout maximálních či nadměrných zásob svalového glykogenu před soutěží, při které by jinak došlo k vyčerpání tohoto zdroje energie. Nálož sacharidů může zvýšit zásoby svalového glykogenu na asi 150 – 250 mmol/kg, což představuje až dvojnásobek běžného obsahu. Jde o strategii významnou při závodech trvajících déle než 90 minut, kdy může být výkon limitován vyčerpáním zásob svalového glykogenu. [15]
5.1.4 Superkompenzační sacharidová dieta (SSD)
Nápad pochází z roku 1966, od té doby prodělal určitý vývoj, aby se nakonec na základě výsledků experimentů odborníci shodli na konstatování, že SSD není takovým přínosem jak se očekávalo. Přesto mnoho vytrvalců tento režim používalo a dosud používá. [4]
34
Systém SSD: První 3dny – „depleční fáze“, tvrdý intenzivní trénink, ve stravě pouze 10% cukrů (oproti běžným 55 – 65%). Je nutné se vyhnout všem jednoduchým sacharidům. Organismus se dostává do stavu metabolické ketoacidózy (stoupá koncentrace ketolátek, vznikajících z tuků, používaných jako převážný zdroj energie), páchnete acetonem, klesá krevní tlak, což spolu s nízkou hladinou krevního cukru vede k agresivitě a ztrátě chuti do tréninku. Prospěšná je v tuto chvíli kombinace libového masa se zeleninou (krátce tepelně opracovanou). Jedinými tuky jsou máslo a olivový olej, naprosto nevhodné je ovoce. [4, 15]
Druhé 3 dny – trénink velmi mírné intenzity, ve stravě 75 až 80 % cukrů. V tomto období preferujeme komplexní cukry, čili potraviny s nízkým glykemickým indexem. S ohledem na vysoký příjem sacharidů je vhodné zcela vypustit konzumaci masa. Zelenina může být nahrazena ovocem, zařazujeme druhou večeři. 7. den – den úplného volna se smíšenou stravou 8. den – mírný trénink, rozcvičení. Tento den je určen k harmonizaci metabolismu. Doporučena je konzumace smíšené stravy s výjimkou konzumace zeleniny a jednoduchých rafinovaných cukrů včetně sladkostí. [4]
V 80. letech publikovali vědci v oblasti sportu „modifikovanou“ strategii nálože sacharidů, když zjistili, že dobře trénovaní sportovci mohou dosáhnout nadměrných zásob svalového glykogenu i bez depleční neboli glykogen vyčerpávající fáze. Zjistili, že běžci dokážou zvýšit své zásoby svalového glykogenu během 3 dnů snižování zátěže a vysokého příjmu sacharidů bez ohledu na to, zda předcházela fáze deplece nebo jiný specifický jídelníček se způsobem tréninku. [15]
Systém SSD není vhodný pro děti a mládež do 18 let, osoby trpící metabolickými onemocněními (dna, cukrovka), osoby trpící onemocněním ledvin, jater a štítné žlázy. [4]
35
5.1.5 Diabetičtí sportovci
Zdá se, že lidé s diabetem 1. typu reagují na trénink stejně jako nediabetici, proto je jejich cílem naučit se zacházet s inzulinem a s příjmem sacharidů tak, aby si udrželi koncentraci glukózy v krvi co nejblíže normálnímu rozmezí. Rozhodující je sledování glykémie pomocí glukometrů v krátkých intervalech v průběhu dne a v rozhodujících okamžicích před, během a po zátěži. Vyhnout se problémům hypoglykémie a hyperglykémie a dodržet obecné zásady sportovní výživy znamená věnovat individuální pozornost příjmu sacharidů během dnů a hodin před výkonem i během něj. Změny mohou být nutné také po zátěži z důvodu doplnění vyčerpaných svalových zásob glykogenu. Vzhledem k tomu, že tyto postupy jsou u každého jedince specifické a jedinečné, je nutný odborný dohled diabetologa a odborníka na sportovní výživu. [15]
5. 2 GI VE VZTAHU K OBEZITĚ A DIABETU Jak známo, dojde-li k prudkému snížení glykémie, dostaví se pocit hladu. Optimální je tedy stav, kdy hladina glykémie zůstává vyvážená a nedochází k jejím přílišným výkyvům. Právě takový stav umožní konzumace potravin, z nichž se sacharidy nemohou vstřebávat naráz, a proto jejich trávení trvá delší čas. Samotné určení GI potraviny se zakládá na měření vzestupu glykémie po konzumaci různých potravin. Hodnoty GI stejné potraviny zkoumané u jednotlivých skupin si odpovídají (včetně dětí). [26]
36
Obrázek č. 3 Hladina glukózy v krvi, [28]
Tento ukazatel však není zcela přesný, nepočítá totiž s celkovým množstvím sacharidů přijatých danou stravou, tj. s různým objemem snězeného jídla. Srovnatelné je pouze stejné množství všech daných potravin s ekvivalentním množstvím glukózy (referenční látky). Pokud si tedy někdo řekne, že sní raději 100g špaget (nízké až střední GI) než 60g chleba (vysoké GI) z důvodu nižšího GI špaget, je jeho úvaha chybná. Větší nárůst glykémie bude po špagetách, protože jich je větší množství. A právě proto byl definován pomocný hodnotící parametr, kterým je tzv. glycemic load neboli glykemická nálož.
5.2.1 Glykemická nálož (GL) GL vychází z GI a udává celkovou změnu glykémie: bere tedy v potaz celkové množství sacharidů a přijaté potravy. Jak vypočítáme GL? V prvé řadě musíme určit, kolik sacharidů je v dané potravině. Jako příklad vezměme opět špagety (75g sacharidů na 100g potraviny). V naší porci máme 150g špaget, tzn. 112g sacharidů. Toto číslo vynásobíme GI špaget (48), které nejdříve vydělíme číslem 100. Tedy 112 x ( 48 / 100 ). Vyjde nám 54, což je GL velmi vysoký (obecně se GL dělí na nízký (10 a méně), střední (11-19) a vysoký (20 a více)).
37
Dlužno však dodat, že každá tabulka se s údaji o GI liší. Dbejte vždy na to, abyste porovnávali stejné potraviny se stejným procesem úpravy! Také často narazíte na 2 stupnice, podle kterých se GI hodnotí: na jedné je referenčním médiem glukoza (GI 100), na druhé bílý chléb (GI 130). [28]
Obezita dospělých i dětí se stává zejména v posledních letech závažným celospolečenským zdravotnickým problémem. U více než 95 % obézních je nadměrná hmotnost způsobena nepoměrem mezi příjmem a výdejem energie, tedy nadbytkem energeticky bohaté stravy. Jinými slovy přejídáním, nesprávnou skladbou a četností jídel. [8]
Nadbytek sacharidů, zejména těch, které se označují jako jednoduché, ve stravě je u některých lidí spojen s rizikem vzniku metabolického syndromu. S ohledem na souvislost mezi cukrovkou 2. typu a obezitou se teorie glykemického indexu velmi hodila i pro řešení postupu redukce nadváhy. [5]
Jsou li zásoby glykogenu v játrech a svalech dostatečné a organismus nemá nároky na další energii, ukládá se přebytečná glukóza do tukových buněk ve formě tuku. [14]
Opakovaná konzumace potravin s vysokým glykemickým indexem působí náhlý, výrazný vzestup glykémie a její následné výkyvy v závislosti na vyplavování inzulinu. Receptory produkující inzulin v buňkách začnou být časem vůči inzulinu odolné, rezistentní. V krvi zůstává nadměrné množství glukózy vstřebané z jídla, což je pro organismus nevýhodné. Glykémie zůstává zvýšená, hyperglykémie. Opačným problémem je výrazný pokles hladiny cukru, hypoglykémie.
Pokud hladinu cukru v krvi neudržujeme v rovnováze a
dostaneme se hladověním do stavu hypoglykémie, pocítíme vlčí hlad (hlavně potřebu jíst sladké) a další nepříjemné pocity (slabost, nervozita, myšlenky na jídlo). Když se najíme sladkého jídla s vysokým GI, hladina cukru v krvi opět výrazně stoupne. Hormon inzulin začne opět regulovat množství cukru v krvi,
38
hladina glykémie klesá, opět dostáváme hlad, najíme se... a glykemická houpačka se rozhoupává.
Celý proces se tedy neustále opakuje, což vede ke zvýšené konzumaci potravy, především bohaté na sacharidy. Mozek se cítí ohrožen a reaguje velkou touhou po sladkém. A tomu ustupujeme, protože cukr je silnější než naše vůle. To vše je doprovázeno nadměrným vylučováním inzulinu, který tak podporuje tvorbu tukových zásob. [14]
Málková 2006 tvrdí, že ve vztahu k redukci nadváhy lze říci, že pokud budou dva lidé dodržovat dietu o stejné energetické hodnotě, je pravděpodobné, že zhubne více ten, který bude jíst převážně potraviny s nižším glykemickým indexem.
Jak přispívá GI ke kontrole tělesné hmotnosti? - potraviny s nízkým GI nezpůsobují kolísání hladiny krevních cukrů se všemi negativním i důsledky - potraviny s nízkým GI nevyvolávají negativní subjektivní pocity včetně hladu - potraviny s nízkým GI podporují pocit nasycenosti a zvyšují citlivost na inzulin - potraviny s nízkým GI napomáhají zvyšovat výkon při duševních aktivitách rovnoměrným zásobováním mozku glukózou - potraviny s nízkým GI napomáhají dlouhodobě dodržovat redukční režim a napomáhají těm, kteří řeší stresy sladkým jídlem [14]
Konzumace potravin obsahujících jednoduché cukry (sladkosti, pekařské a cukrářské výrobky) působí problémy také tím, že vede k přemnožení kvasinek Candida Albicans. [4]
39
Tato kvasinka se převážně usidluje na sliznicích, přednostně se živí koncentrovaným cukrem, výrobky z vymílané mouky, šťávami se sklonem ke kvašení, ovocem, pivem a alkoholem a způsobuje nadýmání. Krvi odebírá glukózu a způsobuje touhu po sladkém. Při přemnožení může působit opakované infekce sliznic pochvy, močového měchýře, ledvin, vaječníků a střev, i záněty nosních dutin, poškození kloubů. [7, 9]
40
ZÁVĚR
Problematiky výživy člověka v souvislosti se sacharidy, jako základní složkou lidského stravování, je velmi obsáhlé téma. Glykemický index se sacharidy neodmyslitelně souvisí, i když mu v dnešní době není ještě věnována taková pozornost jakou by si zasloužil.
V bakalářské práci jsem se, proto snažila zpřehlednit a utřídit základní poznatky o významu sacharidů, využití znalostí glykemického indexu potravin, a upozornit na spojitosti s výživou v roli preventivní i s výživou v roli léčebné, například u tak častého a závažného onemocnění jakým je diabetes.
Popsáním této problematiky byl cíl mé bakalářské práce splněn.
Bakalářská práce je limitována omezeným počtem stran, více informací a podrobnější zpracování tématu by mohlo být v budoucnu součástí diplomové práce. V diplomové práci bych podrobněji rozepsala metabolické pochody při zpracování sacharidů, jelikož v bakalářské práci uvádím základní popis těchto procesů, ale nezabíhám do podrobných detailů. Přínosem by jistě bylo i rozšíření kapitol o vztahu glykemického indexu k výživě sportovců z pohledu jejich denního režimu a načasování příjmu potravy v různých obdobích výkonu, analýza jídelníčku konkrétního sportovce, následováno návrhy na změny a úpravy s ohledem na zkvalitnění výkonu. Rozsáhlejší a podrobnější popis by si zasloužila i kapitola o souvislosti glykemického indexu s diabetem a obezitou.
41
RESUMÉ
Cílem této bakalářské práce určené široké veřejnosti, je objasnění významu sacharidů ve výživě člověka a současně vymezení souvisejících pojmů s důrazem na glykemický index potravin. Práce je rozdělena do pěti kapitol. První kapitola popisuje obecnou charakteristiku sacharidů a jejich význam ve výživě. V druhé kapitole je vysvětleno vstřebávání a metabolismus sacharidů v organismu. Třetí kapitola je věnována umělým sladidlům, jejichž použití a spotřeba v současnosti stále roste. Čtvrtá kapitola vysvětluje pojem glykemický index a s ním související další fakta. Pátá kapitola se zabývá specifickými doporučeními a konzumací sacharidů s různým glykemickým indexem u určitých skupin obyvatel jako jsou sportovci, diabetici, obézní.
Jedná se o ucelený přehled informací o významu konzumace sacharidů s ohledem na hodnoty glykemického indexu potravin, a jejich vlivem na zdraví.
SUMMARY The aim of this bachelor work, which is for wide public, is to enlighten the meaning of carbohydrates in a human nutrition and also to define connected concept to point out the glycemic index. The work is divided in to five chapters. The first chapter describes characteristics of the carbohydrates and their meaning in the human nutrition. The second chapter explains the absorption and metabolism of the carbohydrates in the human organism. The third chapter is dedicated to artificial sweeteners, because their usage is growing fast. The fourth chapter explains the term glycemic index and other connected facts. The fifth chapter is dealing with the specific recommendations and consumption of the carbohydrates with the various glyacemic index in the specific groups of people like sportsmen, diabetics, obese. It is a coherent summary about the meaning of carbohydrates consumption regard to the food glyacemic index value and their influence to the human health.
42
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
1. Brázdová, Z. Kleinwachterová, H. Výživový stav člověka a způsoby jeho zjišťování. 2. vyd. Brno: Institut pro další vzdělávání pracovníků ve zdravotnictví v Brně. 2001. 93 s. ISBN 80-7013-336-8 2. Brázdová, Z. Výživová doporučení CINDI. 1. vyd. Praha: Státní zdravotní ústav. 2000. 40 s. ISBN 80-7071-158-2
3. Fořt, P. Recepty a výživové tabulky (nejen) pro sportovce. 1.vyd. Pardubice: Ivan Rudzinskyj, Svět Kulturistiky.2000. 166 s. ISBN 80902589-8-0 4. Fořt, P. Sport a správná výživa. 1. vyd. Praha: Euromedia Group, k.s. 2002. 352 s. ISBN 80-249-0124-2 5. Fořt, P. Tak co mám jíst? 1. vyd. Praha: Grada Publishing, a.s., 2007.424 s. ISBN 978-80-247-1459-2 6. Fořt, P. Výživa (hlavně) pro kulturistiku a fitness.1.vyd. Pardubice: Ivan Rudzinskyj, Svět Kulturistiky.1998. 151 s. ISBN 978-80-902589-1-4 7. Fořt, P. Zdravá výživa nejen pro ženy. 1.vyd. Praha: Pragma. 1999. 394 s. ISBN 80-7205-722-7 8. Gregora, M. Výživa malých dětí. 1.vyd. Praha: Grada Publishing, a.s. 2004. 96 s. ISBN 80-247-9022-X 9. Heideklang, Ch. Nebezpečné plísně kolem nás. 1.vyd. Olomouc: Fontána. 1997. 238 s. ISBN 80-901989-5-3 10. Kohout, P. Kotlíková, E. Základy klinické výživy. 1.vyd. Praha: Agentura Krigl. 2005. 113 s. ISBN 80-86912-08-6 11.Konopka, P. Výživa ve sportu.1.vyd. České Budějovice: KOPP nakladatelství.2004. ISBN 80-7232-228-1 12 .Kvapil, M. Perušicová, J. Postprandiální glykémie. 1. vyd. Praha: Triton. 2006. 226 s. ISBN 80-7254-785-2 13. Lebl, J. Průhová, Š. Šumník, Z. a kol. Abeceda diabetu. 3.vyd. Praha: Maxdorf. 2008. 184 s. ISBN 978-80-7345-141-7
43
14. Málková, I. Štochlová,J. Hubneme s rozumem v praxi, glykemická kuchařka. 1.vyd. Praha: Smart Press, s.r.o. 2006. 176 s. ISBN 80-9036420-9 15. Maughan, R.J. Burke, L.M. Výživa ve sportu, příručka pro sportovní medicínu. 1. vyd. Praha: Galen. 2006. 311 s. ISBN 80-7262-318-4 16. Mindell, E. Mundisová,H. Nová vitaminová bible. 2. vyd. Praha: Euromedia Group, k.s. Ikar. 2006. 576 s. ISBN 80-249-0744-5 17. Odstrčil,J. Odstrčilová,M. Chemie potravin. 1.vyd. Brno: Národní centrum ošetřovatelství a nelékařských zdravotnických oborů. 2006. 18. Rady, S. Noss Whitney, E. Understanding Nutrition. 1.vyd.USA, MN: West Publishing Copany. 1993. ISBN 0-314-01239-7 19. Strnadelová, V. Zerzán, J. Radost z jídla. 1. vyd. Olomouc: ANAG, 2002, 159 s. ISBN 80-7263-138-1 20. Svačina, Š. Bretšnajdrová, A. Dietologický slovník. 1. vyd. Praha: Triton. 2008. 271 s. ISBN 978-80-7387-062-1
21. The Saskatchewan Pulse Crop Development Board. Discover The Pulse Potential. 1.vyd. Canada, Saskatchewan: Centax Books. 1994. 172 s. ISBN 1-895292-45-X
Internet: 22. https://www.zdravcentra.cz/cps/rde/xchg/zc/xsl/3141_2361.html, Zentiva, a.s., ISSN 1214-3227, čteno 23.4. 2008 23. www.fnkv.cz/kliniky/klinika_deti_a_dorostu/download/dia/dia2.doc čteno 23.4.2008
,
24. http://www.zdrava-rodina.cz/med/med0900/med0900_16.html, ODBORNÉ AKTUALITY / 27. 10. 2000 / STRANA 9 / MEDICÍNA 9 / VII, čteno 23.4. 2008 25. http://www.zdrava-rodina.cz/med/med0702/med0725.html , Sladká, J., čteno 23.4. 2008 26. http://www.stob.cz/?page_id=27 , Word Press, čteno 23.4. 2008 27. http://www.betacell.org/content/articles/print.php?aid=1, Biology Consortium, čteno 23.4.2008
44
Beta
Cell
28. http://www.karate-info.cz/index.php?clanek=299 , čteno 23.4. 2008
29. http://www.strategie.cz/scripts/detail.php?id=332000 , čteno 23.4.2008
45
