К другой категории жизненно важных питательных веществ относятся углеводы и сахара. Как и белки, углеводы выполняют множество разных функций в нашем теле, и их самая главная задача – снабжать нас энергией. Глюкоза, фруктоза, кулинарный сахар, крахмал, целлюлоза служат топливом для наших клеток. Как и белки, сложные углеводы состоят из множества небольших одинаковых молекулярных единиц, моносахаридов. Глюкоза, фруктоза (фруктовый сахар) и лактоза (молочный сахар) представляют собой примеры таких моносахаридов. Сахароза, то есть обычный кулинарный сахар, образована из молекулы глюкозы и молекулы фруктозы, соединенных между собой. Как крахмал, который содержится в макаронах, рисе и картошке, так и целлюлоза, присутствующая в овощах, представляют собой длиннющие цепочки глюкозы и отличаются только способом соединения молекул между собой – линейным в целлюлозе или ветвистым в крахмале.
В отличие от глюкозы и сахарозы, которые быстро перевариваются нашим организмом, более сложные углеводы, такие как крахмал, требуют на переваривание больше времени, поскольку наше тело должно «разбить» их на множество оснований, которые клетки потом «сожгут» для получения энергии.
Самым энергоемким органом нашего тела является мозг: само по себе мышление потребляет до 100 г глюкозы ежедневно. В то время как другие клетки нашего тела могут использовать для получения энергии жиры и белки, нейроны способны питаться почти исключительно глюкозой. По этой причине глюкоза должна всегда присутствовать в крови, и нашему организму приходится делать запас на случай дефицита. После того как сложные углеводы демонтируются на отдельные молекулы глюкозы, часть из них используется немедленно, другая превращается в жир для образования запасов, а третья отправляется в мускулы и в печень, где откладывается в форме гликогена, молекулы, чрезвычайно схожей с целлюлозой или крахмалом и образованной из множества оснований глюкозы, связанных между собой. В то время как крахмал требует для переваривания времени и энергии (целлюлозу мы просто не перевариваем), гликоген, наоборот, всегда готов явиться по запросу организма и представляет таким образом замечательный резерв глюкозы для экстренных ситуаций, и может быстро включиться в процесс, как только возникнет нужда. Этот цикл загрузки-выгрузки регулируется двумя маленькими гормонами – курьерами, несущими химические «сообщения»: