Węglowodany

Na etykietach produktów spożywczych spotkać można różne określenia definiujące węglowodany. Każde z nich ma odmienne znaczenie:

• Cukier- to sacharoza, która jest powszechną substancją słodzącą w postaci białych, drobnych kryształków.
• Cukry wolne (ang. free sugars)- to monosacharydy i disachardy naturalnie występujące np. w miodzie, sokach owocowych, mleku oraz dodane do żywności przez producenta na etapie produkcji, przetwarzania i przygotowywania żywności lub płynów.
• Cukry dodane (ang. added sugars)- to monosacharydy i disacharydy (m.in sacharoza, fruktoza, hydrolizaty skrobi- np. syrop glukozowo-fruktozowy), które dodaje się do żywności podczas jej produkcji .

Podział węglowodanów

Ze względu na budowę chemiczną wyróżnia się cztery grupy sacharydów:

• monosacharydy (węglowodany/cukry proste)- zawierają od 3 do 6 atomów węgla w cząsteczce,
• disacharydy (dwucukry)- zbudowane są z  2 cząsteczek cukrów prostych,
• oligosacharydy- składają się z 3-10 cząsteczek cukrów prostych,
• polisacharydy- mają powyżej 10 cząsteczek cukrów prostych w swoim łańcuchu.

Pod kątem funkcji fizjologicznych oraz wlaściwości fizykochemicznych częściej stosowany jest podział na trzy grupy:

• węglowodany proste,
• dwucukry (disacharydy),
• węglowodany złożone (oligosacharydy i polisacharydy).

Istnieje również podział węglowodanów odnoszący się do zdolności organizmu do ich trawienia i wchłaniania. Wyróżnia się:

• węglowodany przyswajalne- to sacharydy, które po spożyciu są wchłaniane do organizmu w procesie trawienia i wykorzystywane jako źródło energii (monosacharydy, disacharydy, niektóre polisacharydy),
• węglowodany nieprzyswajalne- są cukrami niestrawnymi co oznacza, że nie dostarczają energii, ale mają pozytywny wpływ na  układ pokarmowy (oligosacharydy, większość polisacharydów).

Węglowodany proste

Określane również terminami monosacharydów oraz jednocukrów. Są dobrze trawione w przewodzie pokarmowym człowieka dlatego należą do węglowodanów przyswajalnych. Nie ulegają rozkładowi na prostsze związki. Zbudowane są z minimum dwóch grup karboksylowych oraz jednej grupy ketonowej i aldehydowej.

Ze względu na liczbę atomów węgla w cząsteczce wyodrębnia się:

• triozy (3 atomy węgla): aldehyd glicerynowy, dihydorksyaceton,
• tetrozy (4 atomy węgla): erytroza, treoza,
• pentozy (5 atomów węgla): ryboza, deoksyryboza, rybuloza, arabinoza, ksyloza, ksyluloza, liksoza,
• heksozy (6 atomów węgla): glukoza, fruktoza, galaktoza, mannoza,
• heptozy (7 atomów węgla): mannoheptuloza, sedoheptuloza  .

W przyrodzie najbardziej rozpowszechnione są heksozy oraz pentozy, z kolei węglowodany o krótkim łańcuchu są bardzo rzadko spotykane.

Do grupy monosacharydów zalicza się również ich pochodne, tj:

• aminocukry: glukozoamina, galaktozamina,
• alkohole wielowodorotlenowe (poliole): inozytol, sorbitol, ksylitol, mannitol, erytrytol, maltitol,
• kwasy: neuraminowy, glukuronowy, galakturonowy, askorbinowy (witamina C) .

Gdzie występują węglowodany proste?

Triozy są głównymi składnikami niezbędnymi do produkcji glicerolu. Powstają poprzez rozkład glukozy w procesie glikolizy.

Tetrozy powstają w organizmach w wyniku przemian metabolicznych. Są stosowane jako reagenty chemiczne w laboratoriach, jednak nie są wykorzystywane w przemyśle.

Pentozy występują powszechnie w  przyrodzie i w przeciwieństwie do innych węglowodanów nie ulegają fermentacji drożdżowej. Niektóre z nich wchodzą w skład kwasów nukleinowych oraz szlaków metabolicznych, natomiast inne są składnikami tkanek roślinnych .

Nazwa pentozy	Występowanie
Ryboza	Źródła endogenne: składnik kwasów nukleinowych (RNA i DNA), koenzymów (ATP, NAD, FAD, CoA) i ryboflawiny (witamina B2), źródła egzogenne: suplementy diety, drób, śledzie, produkty mleczne, grzyby
Deoksyryboza	Składnik kwasów nukleinowych DNA
Rybuloza	Produkt procesów metabolicznych i pośredni związek w cyklu pentozofosforanowym
Arabinoza	Składnik gum roślinnych: arabskiej, śliwkowej, czereśniowej, składnik glikoprotein
Ksyloza	Składnik zdrewniałych tkanek roślinnych i cukru drzewnego, składnik glikoprotein
Ksyluloza	Pośredni metabolit przemiany kwasów uronowych, jest obecny w moczu podczas pentozurii (defekt metaboliczny, tzw.”cukromocz”)
Liksoza	Wystepuje w mięśniu sercowym

Heksozy są uważane za najbardziej znaczące i rozpowszechnione monosacharydy. Łatwo ulegają fermentacji drożdżowej. W zależności od rodzaju ich występowanie jest zróżnicowane.

Nazwa heksozy	Występowanie
Glukoza	Owoce, soki owocowe, miód, warzywa, soki warzywne, syropy słodzące (syrop glukozowo-fruktozowy), mleko ssaków, składnik cukru buraczanego, występuje we krwi
Fruktoza	Owoce, soki owocowe, warzywa, soki warzywne, miód, syropy słodzące (np. syrop glukozowo-fruktozowy), składnik cukru buraczanego
Galaktoza	Mleko ssaków, w niewielkich ilościach: podroby (wątroba, serce), warzywa strączkowe, agar, składnik glikolipidów i glikoprotein
Mannoza	Owoce: pomarańcze, jabłka, brzoskwinie, jagody, żurawina, warzywa: fasola szparagowa, kapusta, brokuły, drożdże, suplementy diety, składnik polisacharydów roślinnych (mannozanów), składnik glikolipidów i glikoprotein

Heptozy sa mniej rozpowszechnione niż pentozy i heksozy. Występują przede wszystkim w tkankach roślinnych.  

Nzawa heptozy	Występowanie
Mannoheptuloza	Awokado, lucerna, figi, rozchodnik, pierwiosnek lekarski
Sedoheptuloza	Rozchodnik, marchew

Pochodne monosacharydów w zależności od budowy chemicznej mają inne źródła i właściwości:

Nazwa pochodnych monosacharydów	Występowanie
Aminocukry
Glukozoamina	Skorupa krabów, krewetek, homarów, suplementy diety, składnik glikoprotein
Galaktozamina	Składnik hormonów glikoproteinowych np. hormon folikulotropowy, hormon luteinizujący, prekursor syntezy kwasu sjalowego i heparyny
Poliole
Inozytol	Fasola, groch, pomidory, pomarańcze, grejpfruty, kiwi, nektarynki, migdały, daktyle suszone, napoje energetyzujące
Sorbitol	Substancja słodząca wykorzystywana do produkcji gum do żucia, wyrób cukierniczych, czekolad etc.; naturalne źródła: śliwki, jagody, jabłka, gruszki, brzoskwinie, morele, nektarynki, daktyle, rodzynki
Ksylitol	Substacja słodząca stosowana jako zamiennik cukru, wykorzystywny do produkcji: gum do żucia, cukierków, konfitur, czekolad etc.; naturalne źródła: w niewielkich ilościach w żółtych śliwkach, truskawkach, malinach, kalafiorze, bakłażanie, szpinaku, dyni, sałacie
Mannitol	Substancja słodząca, wykorzystywna do produkcji: gum do żucia, słodyczy etc,; naturalne źródła: wodorosty, grzyby
Erytrytol	Substacja słodząca stosowana jako zamiennik cukru, wykorzystywany do producji: słodyczy, konfitur, płatków śniadaniowych etc.; naturalne źródła: grzyby, gruszki, winogrona, sos sojowy, wino, piwo
Maltitol	Substancja słodząca, wykorzystywna do produkcji: gum do żucia, ciastek, czekolad, batonów etc, naturalne źródła: kukurydza, ziemniaki, pszenica, cykoria
Kwasy
Neuraminowy	Jest szkieletem kwasu sjalowego, który występuje w substancji szarej mózgu
Glukuronowy	Składnik glikoprotein i kwasu hialuronowego
Galakturonowy	Składnik pektyn
Askorbinowy	Czarna i czerwona porzeczka, kiwi, truskawki, pomarańcza, jarmuż, papryka, brokuły, kalafior, kapusta

Wpływ na zdrowie węglowodanów prostych

Glukoza i fruktoza to monosacharydy o największym znaczeniu fizjologicznym dla człowieka. Są podstawowym źródłem energii dla organizmu, jednak ich nadmierna konsumpcja niesie ze sobą niekorzystne skutki zdrowotne, m.in:

• wzrost tkanki tłuszczowej oraz masy ciała prowadzący do nadwagi i otyłości  ,
• zaburzenia parametrów biochemicznych tj. zwiększony poziom trójglicerydów, cholesterolu całowitego i frakcji LDL, kwasu moczowego a także wzrost ciśnienia tętniczego krwi, rozwój stanu zapalengo i  stresu oksydacyjnego,
• rozwój chorób metabolicznych: insulinooporności, cukrzycy typu II, miażdżycy, dyslipidemii, nadciśnienia tętniczego, dny moczanowej   ,
• negatywny wpływ na układ nerwowy- zaburzenia funkcji poznawczych oraz rozwój schorzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona oraz stwarnienie zanikowe boczne     ,
• rozwój próchnicy  . 

Zaburzenia homeostazy (równowagi) glukozy we krwi prowadzą do poważnych konsekwencji zdrowotnych- hiperglikemii lub hipoglikemii. Długotrawała hipergilkemia prowadzi do rozwoju cukrzycy typu II i powiązanych z nią powikłań takich jak:

• uszkodzenia naczyń krwionośnych- nefropatia (uszkodzenia nerek),
• retinopatia (uszkodzenie oczu),
• neuropatia (uszodzenie nerwów),
• rozwój choroby wieńcowej,
• rozwój choroby niedokrwiennej mózgu,
• stopa cukrzycowa,
• gorsze gojenie się ran    .

Hipoglikemia również niesie ze sobą poważne skutki takie jak m.in: zaburzenia koncentracji, dezorientacja, drżenie rąk, ból głowy, osłabienie, przyspieszenie rytmu serca (tachykardia), nudności etc. Ciężka hipoglikemia może prowadzić do utraty przytomności i śpiączki. Stan ten jest bezpośrednim zagrożeniem życia i wymaga natychmiastowej interwencji medycznej   . 

Mannoza to cukier prosty o wielu właściwościach zdrowotnych:

• skutecznie chroni przed nawracającym zapaleniem pęcherza oraz zakażeniami dróg moczowych, dlatego też jest głównym składnikiem leków oraz suplementów stosowanych w schorzeniach urologicznych   ,
• badania wskazują na zasadność stosowania mannozy w chorobach onkologicznych, m.in. raku piersi, prostaty i płuc. Wykazuje ona działanie wpływające na zahamowanie proliferacji (mnożenia) oraz stymuluje apotozę (programowana śmierć) komórek nowotworowych   ,
• dane naukowe sugerują, że mannoza może łagodzić zapalenie jelita grubego oraz zapobiegać postępowi choroby zwyrodnieniowej stawów  .

Galaktoza to cukier występujący przede wszystkim w mleku wszystkich ssaków, który jest podstawowym źródłem energii dla niemowląt. Zaburzenia metabolizmu galaktozy wiążą się z gromadzeniem tego cukru w organizmie co prowadzi do powstania jej szkodliwego nadmiaru i jest przyczyną rzadkiej choroby genetycznej- galaktozemii.

Organizm osoby z tą przypadłością nie przetwarza galaktozy, która przyjmowana jest wraz z żywnością zawierającą latozę (cukier mleczny). Nagromadzone metabolity mogą prowadzić do uszkodzenia narządów wewnętrzych,  układu nerwowego oraz siatkówki oka. Objawy ze strony przewodu pokarmowego po spożyciu żywności będącej źródłem galaktozy u chorych to wymioty oraz biegunka. Nieleczona galaktozemia prowadzi do śmierci. Nieodzownym elementem terapii tego schorzenia jest przestrzeganie restrykcyjnej diety bezlatkozowej   .

Suplementacja rybozy może przyczyniać się do:

• poprawy wydajności i regeneracji mięśni podczas oraz po kilkudniowym treningu o wysokiej intensywności - dzieje się tak dzięki wpływowi rybozy na zwiększenie poziomu ATP w komórkach ,
• zmniejszenia opóźnionej bolesności mięśni (DOMS) po ćwiczeniach fizycznych ,
• poprawy funkcji rozkurczowej serca u osób cierpiących na niewydolność serca oraz zmniejszenie nasilenia objawów choroby .

Zaobserwowano, że nadmiar rybozy oddziałuje na upośledzenie wchłaniania glukozy, co w konsekwencji prowadzi do problemów z jej tolerancją a ostatecznie może skutkować powstaniem cukrzycy  . U diabetyków z podwyższonym poziomem rybozy obserwuje się również występowanie różnych powikłań, takich jak encefalopatia cukrzycowa, pogorszenie funkcji poznawczych, rozwój choroby Alzheimera, czy nefropatia cukrzycowa   .

Mannoheptuloza wykazuje działanie przeciwnowotworowe poprzez hamowanie wzrostu guza oraz obniża poziom insuliny we krwi    . Wyniki badania z 2021 roku sugerują, że mannoheptuloza powinna być uznana za obiecujący naturalny związek, który ogranicza przyswajanie kalorii bez konieczności zmniejszenia ilości spożywania pokarmów .

Wpływ na zdrowie pochodnych monosacharydów

Glukozamina stanowi główny składnik suplementów stosowanych w chorobach stawów ze względu na to, że bierze udział w powstawaniu tkanki łacznej, chrząstki i mazi stawowej  .     

Galaktozamina wykorzystywna jest przez naukowców w eksperymentach przeprowadzanych na zwierzętach. Wykazuje silne działanie hepatotoksyczne, wywołując uszkodzenie i niewydolność wątroby  .

Poliole stanowią niskokaloryczną alternatywę dla cukru stołowego, w szczególności- ksylitol, maltitol, erytrytol. Związki te cechują się niskim indeksem glikemicznym przez co nie podnoszą stężenia glukozy we krwi. Ponadto nie wywołują próchnicy zębów oraz mogą pozytywnie wpływać na skład mikrobioty jelitowej.

Spośród kwasów będących pochodnymi cukrów prostych największe znaczenie fizjologiczne ma  kwas askorbinowy, czyli witamina C. To silny przeciwutleniacz o wielu prozdrowotnych właściwościach. Związek ten korzystnie wpływa na układ krążenia, nerwowy oraz kostny, wzmacnia odporność, obniża poziom glukozy we krwi oraz przeciwdziała nowotworom        .

Dwucukry

Nazywane również disacharydami lub bisacharydami zbudowane są z dwóch cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniami glikozydowymi. Kombinacja tych wiązań decyduje o ich właściwościach fizykochemicznych nawet wówczas gdy cukry proste wchodzące w skład disacharydu są takie same (np. dwie glukozy, dwie fruktozy etc.). Dwucukry są przyswajalne przez organizm, rozpuszczają się w wodzie i mają słodki smak.

Do disacharydów najczęściej występujących w przyrodzie należą:

• sacharoza (cukier stołowy)- zbudowana z glukozy i fruktozy,
• laktoza (cukier mleczny)- zbudowana z galaktozy i fruktozy,
• maltoza (cukier słodowy)- zbudowana z 2 cząsteczek glukozy,
• trehaloza- zbudowana z 2 cząsteczek glukozy,
• celobioza- zbudowana z 2 cząsteczek glukozy.

Gdzie występują dwucukry?

Disacharydy występują zarówno w żywności naturalnej jak i produktach wysokoprzetworzonych.

Nazwa dwucukru	Występowanie
Sacharoza	Trzcina cukrowa, buraki cukrowe, owoce m.in. ananasy, warzywa m.in. marchew, cukier stołowy, miód sztuczny, słodycze, słodkie napoje, dżemy, konfitury, wyroby cukiernicze
Laktoza	Mleko (np. krowie, owcze, kozie), jogurt naturalny, maślanka, kefir, lody, serek wiejski, sery twarogowe, śmietana, śmietanka, produkty garmażeryjne np. naleśniki, wyroby czekoladowe, wyroby cukiernicze
Maltoza	Nasiona zbóż, słód jęczmienny, słód pszeniczny, syrop maltozowy, syropy słodowe, owoce m.in. banany, gruszki, brzoskwinie, warzywa m.in. kukurydza, bataty, wyroby piekarnicze (chleb, bułki etc.), słodycze, piwo
Trehaloza	Hemolimfa owadów, ziarna zbóż, rośliny strączkowe m.in. groch, fasola, grzyby, drożdże, produkty cukiernicze, kosmetyki
Celobioza	Celuloza

Wpływ na zdrowie dwucukrów

Sacharoza jest powszechnie znana jako "cukier stołowy" i szeroko wykorzystywana jako słodzik oraz składnik wielu produktów spożywczych i napojów. Po spożyciu, sacharoza jest rozkładana na glukozę i fruktozę przez enzym- sacharazę. Te cukry są wykorzystywane jako źródło energii dla komórek.

Zbyt duże spożycie sacharozy w diecie sprzyja rozwojowi nadwagi i otyłości oraz innych chorób metabolicznych, takich jak:

• insulinooporność,
• cukrzyca typu II,
• choroby sercowo-naczyniowe,
• hiperurykemia (podwyższone stężenie kwasu moczowego),
• niealkoholowa słuszczeniowa choroba wątroby           .

Częsta konsumpcja sacharozy sprzyja powstawaniu i rozwojowi próchnicy zębów  . Badania sugerują, że wysokie spożycie cukru może także wiązać się z wyższym ryzykiem wystąpienia niektórych nowotworów, takich jak rak piersi, prostaty oraz jelita grubego   .

Laktoza określana mianem cukru mlecznego korzystnie oddziałuje na mikroflorę jelit poprzez wzrost stężenia dobroczynych bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium oraz wspomaga wchłanianie niektórych składników mineralnych takich jak: wapń,  magnez, mangan i fosfor  .

Niektóre osoby z niedoborem laktazy- enzymu rozkładającego laktozę cierpią na jej nietolerancję. Po spożyciu produktów zawierających cukier mleczny odczuwają dolegliwości ze strony przewodu pokarmowego takie jak: wzdęcia, bóle brzucha, skurcze, uczucie przelewania, biegunka . Głównym elementem dietoterapii u osób cierpiących na nietolerancję laktozy jest wykluczenie produktów zawierających ją w swoim składzie.

Maltoza to cukier słodowy, który pod wpływem enzymu maltazy hydrolizowany jest do dwóch cząsteczek glukozy. Wykorzystywana jest zatem przez organizm jako źródło energii. Pod względem zdrowotnym nadmiar maltozy w diecie wywołuje te same powikłania co wysokie spożycie sacharozy .

Trehaloza to sacharyd zbudowany z dwóch cząsteczek glukozy o właciwościach antyoksydacyjnych oraz nawilżających, dlatego też z powodzeniem stosowany jest w przemyśle kosmetycznym jako składnik kremów przeciwzmarszczowych, regenerujących i nawilżających skórę  . Trehaloza wykazuje także działanie neuroprotekcyjne i przeciwgrzybicze   . Badania sugerują, że ten dwucukier może być również wykorzystywany w terapii zespołu suchego oka jako składnik kropli nawliżających   .

Węglowodany złożone

Ta grupa węglowodanów obejmuje oligosacharydy oraz polisacharydy.

Oligosacharydy nazywane także kilkucukrami stanowią grupę węglowodanów zawierających w swoim składzie od 3 do 10 cząsteczek cukrów prostych połączonych wiązaniami O-glikozydowymi. Są pośrednią grupą między monosacharydami a polisacharydami. Otrzymywane są poprzez ekstrakcję z naturalnych surowców, enzymatyczną syntezę disacharydów lub hydrolizę polisacharydów. W zależności od rodzaju cukrów prostych z których zbudowane są oligosacharydy wykazują one różne właściwości, dlatego też klasyfikuje się je na strawne i niestrawne.

Do najważniejszych oligosacharydów zalicza się:

• rafinoza,
• stachioza,
• fruktooligosacharydy,
• galaktooligosacharydy,
• maltodekstryny.

Polisacharydy określane mianem wielocukrów są wielocząsteczkowymi polimerami zbudowanymi z cukrów prostych połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi. Mogą składać się z jednego rodzaju monosacharów- homoglikany, lub kilku rodzajów różnych monosacharydów- heteroglikany. Większość polisacharydów z wyjątkiem skrobii nie jest przyswajalna przez organizm. Związki te nie są słodkie i nie rozpuszcza się w wodzie. W świecie przyrody pełnią przede wszystkim funkcję budulcową, zapasową oraz energetyczną.

Do polisacharydów należą m.in.:

• skrobia,
• inulina,
• pektyny,
• glikogen,
• celuloza,
• chityna,
• heparyna.

Gdzie występują węglowodany złożone?

Źródłem oligosacharydów są głównie rośliny oraz mleko.

Nazwa oligosacharydów	Występowanie
Rafinoza	Ziarna zbóż, nasiona bawełny, manna eukaliptusowa, buraki cukrowe, melasa, soja
Stachioza	Fasolka szparagowa, nasiona roślin strączkowych m.in. soja, fasola
Fruktooligosacharydy	Cebula, czosnek, karczoch, szparagi, pomidory, żyto, banany, smoczy owoc, stewia, owoce kaktusów
Galaktooligosacharydy	Mleko kobiece, żywność dla niemowląt
Maltodekstryny	Żywność dla niemowląt, odżywki dla sportowców, dania gotowe, sosy w słoikach, lody, słone przekąski, np. chipsy

Polisacharydy są węglowodanami powszechnie występującymi w przyrodzie, znajdują się zarówno w tkankach roślinnych jak i zwierzęcych.

Nazwa polisacharydów	Występowanie
Skrobia	Kukurydza, ziemniaki, bataty, maniok, topinambur, niedojżałe banany, fasola, soczewicz, tapioka, ziarna zbóż: pszenica, żyto, owies, produkty spożywcze np. budynie, kisiele, sosy, ketchup, majonez, dania gotowe
Inulina	Topinambur, oman, łopian, cykoria, mniszek lekarski, dalia, czosnek, cebula
Pektyny	Jabłka (zwłaszcza ich wytłoki), skórki owoców cytrusowych, mango, buraki cukrowe
Glikogen	Ludzkie i zwierzęce narządy: wątroba, mięśnie, nerki, serce, mózg, płytki krwi, niektóre grzyby, niektóre gatunki kukurydzy
Celuloza	Struktura ścian komórek roślinnych
Chityna	Pancerz skorupiaków, owadów, pajęczaków, ściany komórkowe: wodorostów, grzybów, bakterii, suplementy diety
Heparyna	Ludzkie i zwierzęce tkanki, głównie wątroby, płuc oraz jelit

Wpływ na zdrowie węglowodanów złożonych

Skrobia składa się dwóch frakcji glukozy- amylozy i amylopektyny. Jej naturalnym źródłem są rośliny, w których pełni funkcję magazynującą oraz zapasową. 100 g skrobi dostarcza około 350 kcal, zatem dla ludzi jest ona bogactwem energii.

W postaci surowej skrobia jest trudno strawna, dlatego żywność będącą jej źródłem przed spożyciem należy poddać obróbce termicznej (gotowanie, pieczenie, smażenie). Podczas długotrwałego ogrzewania produktów skrobiowych w małej ilości wody powstaje skrobia oporna, zaliczana do składników rozpuszczalnego błonnika pokarmowego.

Związek ten wykazuje istotne właściwości prozdrowotne, m.in. jest prebiotykiem korzystnie oddziałowującym na mikrobiom jelitowy, a także obniża ładunek glikemiczny pożywienia przez co zmniejsza poziom glikemii i insuliny poposiłkowej (szczególnie istotne w przypadku osób z insulinoopornością i cukrzycą)   . Skrobia oporna może również zapobiegać powstawaniu nowotworów okrężnicy  .

Inulina pełni rolę prebiotyczną, wpływa na obniżenie stężenia niekorzystego cholesterolu LDL i glukozy na czczo, ułatwia wchłanianie niektórych składników mineralnych (wapnia, cynku, magnezu, miedzi) oraz przeciwdziała zaparciom     .

Pektyny zaliczane są do rozpuszczalnego błonnika pokarmowego. Wykazują korzystny wpływ na redukcję poziomu "złego" cholesterolu LDL oraz poziomu glukozy we krwi . Spożywanie dużych ilości pektyn może wspomagać terapię zaparć .

Glikogen, nazywany skrobią zwierzęcą, jest wielocukrem, który stanowi zapasowy materiał energetyczny dla organizmu. Odgrywa  kluczową rolę w regulacji glikemii oraz dostarczaniu energii podczas krótkotrwałego wysiłku fizycznego i w okresach głodu .

Celuloza stanowi ważny element w prawidłowym funkcjonowaniu układu pokarmowego poprzez pobudzanie ruchów perystaltycznych i zapobieganie zaparciom . Jest ona głównym składnikiem hydrożeli stosowanych w celu redukcji masy ciała .

Chityna nazywana jest niekiedy błonnikiem zwierzęcym ze względu na to, że jej struktura chemiczna jest podobna do roślinnej celulozy. To wszechstronny związek, którego właściwości znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym oraz farmakologii. W żywności stosowana jest jako dodatek o właściwościach zagęszczających i stabilizujących a w kosmetykach jako skuteczny nawilżacz skóry. Pod względem zdrowotnym szerokie zastosowanie ma pochodna chityny - chitosan, który stosowany jest w suplementach diety. Jego korzystne działanie polega na:

• obniżaniu poziomu glukozy we krwi,
• redukcji wartości ciśnienia tętniczego,
• obniżaniu stężenia cholesterolu całkowitego i frakcji LDL   . 
• wspomaganiu redukcji masy ciała u osób z nadwagą i otyłością .

Heparyna to polisacharyd produkowany przez komórki tuczne organizmu. Jest składnikiem leków przeciwzakrzepowych (antykoagulantów) podawanych podskórnie oraz dożylnie. Sstanowi główny element wielu maści, żeli oraz aerozoli wspomagających terapię żylaków kończyn dolnych, zakrzepowego zapalenia żył powierzchniowych, stłuczeń, krwiaków oraz obrzęków . Wykazuje działanie przeciwwirusowe, przeciwzapalne oraz obniżające stężenie cholesterolu     .

Fruktooligosacharydy (FOS) posiadają liczne właściwości prozdrowotne:

• suplementacja fruktooligosacharydów zmienia skład mikrobioty jelitowej przyczyniając się do wzrostu dobroczynnych szczepów Bifidobacterium ,
• podawanie FOS dzieciom zmagającym się z zaparciami zmniejsza częstotliwość ich występowania ,
• wyniki badań przeprowadzonych na modelach zwierzęcych sugerują, że FOS mogą zapobiegać hiperlipidemii  .

Galaktooligosacharydy (GOS) naturalnie występują w mleku kobiecym i są prebiotykami stymulującymi wzrost korzystnych bakterii Lactobacillus i Bifidobacterium w okrężnicy. GOS sprzyjają także wzrostowi bakterii jelitowych wytwarzających maślan, poprawiają metabolizm lipidów oraz wpływają na odpowiedź immunologiczną poprzez zmniejszenie poziomu cytokin prozapalnych   .

Rafinoza i stachioza są prebiotykami, które stymulują wzrost dobroczynnych bakterii jelitowych z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus oraz hamują rozwój bakterii patogennych z rodzaju Clostridium  . Ponadto związki te łagodzą ostry stan zapalny jelita grubego .

W eksperymencie z 2021 roku przeprowadzonym na otyłych myszach karmionych dietą wysokotłuszczową naukowcy zbadali wpływ podawania zwierzętom stachiozy oraz izoflawonów sojowych na skład ich ciała oraz parametry biochemiczne. Suplementacja tych związków zapobiegała przyrostowi masy ciała, gromadzeniu tkanki tłuszczowej, dyslipidemii oraz hiperglikemii. Uzyskane wyniki są obiecującą prognozą na wykorzytanie połączenia stachiozy i izoflawonów sojowych  w terapii zespołu metabolicznego u ludzi .

Maltodekstryny są powszechnie wykorzystywane jako dodatek do żywności dzięki właściwościom m.in.:

• emulgującym,
• stabilizującym,
• spulchniającym;

Maltodekstryna jest bardzo dobrze przyswajalna przez organzim dlatego też stosuje się ją w produktach dla niemowląt jako źródło energii. Jej wpływ na mikrobiotę jelitową jest niejednoznaczny i wymaga większej ilości badań. Spożywania maltodekstryn powinny unikać osoby z insulinoopornością i cukrzycą, ponieważ związki te mają wysoki indeks glikemiczny.

Jakie węglowodany należy jeść a jakie ograniczać?

Oprócz białka i tłuszczy, węglowodany są podstawowym składnikiem pokarmowym, którego nie może zabraknąć w prawidłowo zbilansowanej diecie. Kluczową rolę w zachowaniu zdrowia i prawidłowego funkcjonowania organimu ma rodzaj spożywanych sacharydów.

Najwięcej korzyści przynosi spożywanie oligosacharydów oraz polisacharydów, czyli węglowodanów złożonych, pochodzących głównie z pełnoziarnistych zbóż, roślin strączkowych, warzyw i owoców. Z drugiej strony szkodliwa jest nadmierna konsumpcja węglowodanów prostych i niektórych dwucukrów, których źródłem są przede wszystkim słodycze, wyroby cukiernicze, słodzone napoje, sztuczne miody, syropy cukrowe oraz cukier stołowy.

Węglowodany o szczególnie korzystnym działaniu zdrowotnym to:

• skrobia i jej pochodna skrobia oporna, która jest obecna w dużej ilości w zbożach i ziemniakach,
• inulina, fruktooligosacharydy i galatktooligosacharydy będące prebiotykami- znajdujące się w produktach roślinnych oraz mleku matki,
• pektyny, które wsytępują w warzywach i owocach,
• chityna, źródłem której są pancerze skorupiaków, insektów oraz suplementy diety,
• laktoza obecna w poduktach mlecznych,
• trehaloza znajdująca się w ziarnach zbóż i nasionach roślin strączkowych.

Ograniczeniu powinny zostać poddane produkty zwierające w swoim składzie:

• duże ilości glukozy i fruktozy,
• syrop glukozowo-fruktozowy,
• sacharozę,
• maltozę.

Nadmierna konsumpcja wszystkich wyżej wymienionych węglowodanów prostych i disacharydów ma negatywne działanie na organizm- skutkuje rozwojem nadmiernej masy ciała oraz wielu chorób przewlekłych.

Zapotrzebowanie na węglowodany

Zapotrzebowanie na sachardy jest uzależnione od takich czynników jak:

• wiek,
• płeć,
• stan fizjologiczny (stan zdrowia, ciąża, laktacja),
• poziom aktywności fizycznej.

Zapotrzebowanie na węglowodany dla niemowląt, dzieci i młodzieży

Szacuje się, że niemowlęta do 6 miesiąca życia w ciągu doby powinny przyjmować około 40-45% węglowodanów, których źródłem jest mleko matki lub specjalnie modyfikowane.  

U dzieci nieco starszych nieowląt w wieku 7-12 miesięcy następuje rozszerzenie diety o nowe produkty węglowodanowe tj. warzywa, owoce, produkty zbożowe. Wówczas zapotrzebowanie na ten składnik żywieniowy wynosi 45-55% energii.

Dieta dzieci starszych i młodzieży powinna obfitować w produkty z pełnego ziarna, różnorodne warzywa, owoce, nasiona roślin strączkowych. Należy również zwracać uwagę na skład żywności i w jak największym stopniu ograniczać spożycie produktów bogatych głównie w sacharozę, maltozę i syrop glukozowo-fruktozowy. Cukry te powinny stanowić maksymalnie 10% energii. Poziom spożycia węglowodanów na tym etapie życia wynosi 45-65% .

Wiek	Poziom spożycia
0-6 miesięcy	Co najmniej 95 g/dobę- 40-45% energii
7-12 miesięcy	Co najmniej 60 g/dobę- 45-55% energii
1-18 lat	Co najmniej 130 g/dobę- 45-65% energii

Zapotrzebowanie na węglowodany dla osób dorosłych, kobiet w ciąży i karmiących piersią

Węglowodany w diecie osób dorosłych, kobiet ciężarnych oraz karmiących powinny stanowić 45-65% wartości energetycznej diety i pochodzić z naturalnych źródeł żywności. W tej grupie, podobnie jak u dzieci i młodzieży należy ograniczać cukry dodane do 10% energii .

Grupa	Poziom spożycia
Dorośli	Co najmniej 130 g/dobę- 45-65% energii
Kobiety w ciąży	Co najmniej 175 g/dobę- 45-65% energii
Kobiety karmiące piersią	Co najmniej 210 g/dobę- 45-65% energii

Źródła węglowodanów

Sacharydy w postaci wolnej (naturalnej) wystepują zarówno w produktach roślinnych jak i zwierzęcych. Węglowodany obecne są także w żywności przetworzonej jako cukry dodane- rafinowane, poddane obróbce termicznej.

Głównymi źródłami węglowodanów w diecie są:

• produkty zbożowe zawierające skrobie- pieczywo (chleb, bułki etc.), płatki zbożowe (płatki owsiane, płatki jaglane, płatki żytnie, płatki ryżowe etc.), kasze (np. kasza gryczana, kasza jęczmienna, kasza jaglana etc.), makarony, ryże (np. ryż basmati, ryż jaśminowy etc),
• owoce i warzywa (oraz soki owocowe i warzywne 100%) będące bogactwem fruktozy, glukozy, sacharozy, skrobii, fruktooligosacharydów, inuliny, pektyn i celulozy,
• nasiona roślin strączkowych, w których występuje trehaloza, skrobia, stachioza i rafinoza- soja, soczewica, fasola, groch, ciecierzyca, bób etc.,
• produkty mleczne zawierające galaktozę, laktozę, galaktooligosacharydy- mleko, jogurt naturalny, kefir, maślanka, zsiadłe mleko, śmietana, serek wiejski etc.
• miód pszczeli składający się z glukozy, fruktozy, sacharozy,
• słodycze i wyroby cukiernicze obfitujące w sacharozę, maltozę, syrop glukozowo-fruktozowy oraz skrobię,
• napoje słodzone mające duże ilości sacharozy oraz syropu glukozowo-fruktozowego,
• słone przekąski zawierające skrobię oraz maltodekstryny- chipsy, krakersy, słone paluszki etc.
• cukier rafinowany składający się z sacharozy.

Rola węglowodanów w organizmie

Węglowodany są niezbędnymi związkami chemicznymi dla organizmu, pełnią wiele różnorodnych funkcji, m.in.:

• są podstawowym źródłem energii dla organizmu- 1 g węglowodanów to 4 kcal,
• stanowią jedyny substrat energetyczny dla mózgu, rdzenia kręgowego i erytrocytów,
• są materiałem zapasowym dla organizmu w postaci glikogenu wątrobowego i mięśniowego,
• są budulcem strukturalnym kwasów DNA i RNA,
• są niezbędne do produkcji nukleotydów, aminokwasów, lipidów i witamin,
• wpływają na poziom glukozy i insuliny we krwi,
• regulują gospodarkę kwasowo-zasadową,
• biorą udział w procesach wielu szlaków metabolicznych,
• ułatwiają wchłanianie niektórych składników mineralnych,
• węglowodany nieprzyswajalne pełnią rolę prebiotyków, które korzystnie wpływają na mikrobiom jelitowy .

Skutki niedoboru węglowodanów

Długotrwałe niskie spożycie węglowodanów skutkuje powstaniem niedoboru tego składnika pokarmowego, którego konsekwencje obejmują:

• hipoglikemię,
• zaburzenia metaboliczne m.in. ketoza, zużywanie białka ustrojowego w celach energetycznych,
• zaburzenia równowagi kwasowo- zasadowej,
• niedobory witamin i składników odżywczych,
• dysbioza jelitowa i uchyłkowatość jelit,
• zaparcia,
• choroby układu sercowo-naczyniowego,
• przewlekłe zmęczenie i senność .

Skutki nadmiaru węglowodanów

Nadmierne spożywanie węglowodanów także jest niekorzystne dla zdrowia i może doprowadzić do:

• nadmiaru tkanki tłuszczowej,
• nadwagi i otyłości,
• insulinooporności i cukrzycy typu 2,
• chorób sercowo- naczyniowych,
• niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD),
• próchnicy zębów .