Углеводы обладают очень простой молекулярной структурой и легко растворяются в воде. Они легко и быстро проникают в любые клетки организма и обеспечивают их энергией. Более 99% всех углеводов, используемых нашим организмом, становятся источником энергии.

В нормальных условиях организм человека использует глюкозу в качестве единственного энергоносителя для обеспечения энергетических потребностей самых важных органов и систем. К ним относятся головной мозг, эритроциты (красные клетки крови), органы зрения и органы гормональной регуляции (например надпочечники). Кроме того, глюкоза критически важна для питания плода, а также для образования материнского молока (лактоза, главный сахар молока, синтезируется из глюкозы).

В условиях длительного голодания человек и животные могут использовать в качестве источника энергии и другие вещества (например, такие продукты распада жиров, как кетоны), но даже в этих критических ситуациях полностью отказаться от глюкозы мы не можем.

Глюкозу и другие простые углеводы растения успешно используют в качестве строительного материала. Огромные стволы деревьев — это не что иное, как сложные углеводы, такие как целлюлоза и лигнин.

Хотя у человека и животных главным строительным материалом являются белки, углеводы тоже участвуют в образовании многих очень важных соединений. Белково-углеводными соединениями (гликопротеинами) являются многие гормоны, многие ферменты, а также всем известный коллаген. Не меньшее значение у соединений углеводов с жирными кислотами (гликолипиды), имеющими особое значение для функционирования нейронов головного мозга.

Да, растения – это основной и очень богатый источник углеводов в природе. И казалось бы, любое животное, питающееся преимущественно растительной пищей, не должно испытывать никаких проблем с углеводами и получать их в готовом виде. Но!

Практически всю синтезируемую глюкозу растения сразу же тратят на образование энергии либо «упаковывают» в очень сложные углеводные формы. Хотя семена многих растений содержат легкодоступные углеводы в виде крахмала, а многие плоды богаты сахарозой и фруктозой, но в дикой природе эти части растений составляют лишь мизерную часть рациона травоядных.

В рационе травоядных львиная доля углеводов представлена неперевариваемыми пищевыми волокнами. Из них невозможно получить не то что глюкозу, а вообще хоть что-то питательное. К счастью, у травоядных есть помощники – миллиарды бактерий, населяющих желудок и кишечник. Именно они расщепляют сложные пищевые волокна и образуют из них летучие жирные кислоты.

Летучие жирные кислоты – главные источники энергии для животных. Несмотря на то, что в составе растительного корма формально присутствует огромное количество глюкозы, животные не могут получить ее напрямую и вынуждены синтезировать самостоятельно.

Синтез этих кислот – непростой и энергозатратный процесс, приносящий не так много глюкозы. Поэтому травоядные животные вынуждены синтезировать последнюю практически постоянно (а, значит, постоянно есть), а ее запасы в виде гликогена крайне невелики.

Плотоядные животные вообще не получают углеводов из пищи. Количество гликогена, которое есть в мясе и печени их жертв, настолько мало, что им можно пренебречь.

Более того, у большинства хищников отсутствует генетическая способность распознавать сладкий вкус. На протяжении тысяч поколений они никогда не сталкивались со свободными углеводами в пище, что подтверждается фактом отсутствия в слюне (например кошачьей) фермента амилазы, необходимого для первичного расщепления углеводов пищи.

Также тот факт, что строгие хищники в процессе эволюции практически не сталкивались с пищевыми углеводами, подтверждает крайне низкая активность глюкокиназы – синтезируемого в печени фермента, ключевого элемента утилизации глюкозы, поступающей вместе с пищей.  

Глюкокиназа осуществляет первичный метаболизм глюкозы, и повышение активности глюкокиназы служит сигналом для синтеза инсулина, запускающего масштабную утилизацию глюкозы.

Хотя хищники практически не получают углеводов с пищей, это совсем не значит, что они им не нужны: головной мозг постоянно нуждается в очень большом количестве глюкозы. Эту глюкозу хищники вынуждены синтезировать сами, используя в качестве исходного субстрата белок.

Именно это, кстати, и объясняет еще одну удивительную способность хищников съедать и усваивать огромные количества пищевого белка без риска белковой интоксикации, как это часто встречается у всеядных животных и человека.

Для древнего человека пищевые углеводы были крайне редким элементом рациона. И глюкозу наши предки тоже в основном синтезировали самостоятельно, занимая по этому показателю (в силу своей всеядности) промежуточное положение между чистыми травоядными и строгими хищниками.

Да, у нас нет огромного многокамерного желудка как у травоядных, но зато природа наделила нас очень длинным кишечником, густо населенным бактериями, которые помогают расщеплять неперевариваемые пищевые волокна растительной пищи, образуя летучие жирные кислоты.

Конечно, в рационе человекообразных обезьян, первобытного человека и наших предков присутствовали чистые углеводы, которые могли усваиваться напрямую из пищи за счет поглощения плодов, семян, почек и сладких корнеплодов.

Однако возможности организма большинства животных и человека по усвоению чистых углеводов из пищи весьма ограничены. Если рассматривать не отдельные сезоны или географические области, а общую эволюцию питания животных и человека, становится ясно: большую часть углеводов нам приходилось синтезировать самим.