Класификация на въглехидратите Биологична роля. Относно структурната форма

Цел на изучаването на темата:придобиват знания за структурните характеристики и свойства на въглехидратите, тяхната биологична роля в организма, както и ролята на хранителните въглехидрати и резервните въглехидрати на човешкото тяло по време на процесите на възстановяване на тялото след физическа активност.

Образователно-целеви въпроси (план за самообучение по темата)

 Обща характеристика на въглехидратите.

 Особености на химичната структура на моно-, ди- и полизахаридите, включени в хранителните продукти и образувани в човешкото тяло.

 Биологичната роля на въглехидратите, тяхното съдържание в различни тъкани и органи на човешкото тяло.

 Ензимни трансформации на въглехидрати в храносмилателната система.

 Транспорт на въглехидрати през клетъчните мембрани.

 Нормата на въглехидратите в диетата, концепцията за гликемичния индекс.

Цели

 Въз основа на знанията за структурата и химичните свойства на моно-, i- и полизахаридите, научете се да обяснявате разликите между въглехидратите, които са част от храната, и въглехидратите в човешкото тяло.

 Въз основа на познаването на основните етапи на биохимичните трансформации на въглехидратите в процеса на храносмилане и усвояване, изберете методи за използване на хранителни въглехидрати за подобряване на ефективността и ускоряване на процесите на възстановяване след физическа активност.

Насоки за изучаване на темата

Когато работите върху материала по тази тема, на първо място, трябва да разберете по какви характеристики веществата принадлежат към класа на въглехидратите, помислете за цикличните и ацикличните структури на монозахаридите, тъй като монозахаридите са основата за изграждането на молекули на повече сложни въглехидрати. Препоръчително е да започнете да определяте характерните черти на монозахаридите чрез идентифициране на функционални групи. Всички монозахариди съдържат една карбонилна група -C = O и няколко алкохолни хидроксида -OH, т.е. те са алдехид или кето алкохоли.

Произходът на името "Въглехидрати" се дължи на факта, че, съдейки по емпиричната формула, повечето съединения в този клас са съединения на въглерод с вода. И така, емпиричната формула за глюкозата СЪС 6 н 12 ОТНОСНО 6 =(CH 2 ОТНОСНО) 6 , а повечето от обикновените въглехидрати могат да бъдат характеризирани с общата формула (SN 2 ОТНОСНО) н, n>3. Ако карбонилът е разположен в края на въглеродната верига, той образува алдехидна група и монозахаридът се нарича алдоза. Повечето алдози могат да бъдат представени с общата формула CH 2 OH-(SNON) н -COH

Ако карбонилът е разположен между въглеродните атоми, това е кетонна група и монозахаридът се нарича кетоза. Кетозите отговарят на общата формула CH 2 OH-CO-(CHOH) н -CH 2 ТОЙ.

1. Биологична роля на въглехидратите

Енергия.Когато въглехидратите се разграждат, освободената енергия се разсейва като топлина или се съхранява в ATP молекули. Въглехидратите осигуряват около 50-60% от дневната енергийна консумация на организма, а при мускулна издръжливост – до 70%. При окисляване на 1 g въглехидрати се освобождават 17 kJ енергия (4,1 kcal). Като основен източник на енергия се използват свободни запаси от глюкоза или въглехидрати под формата на гликоген.

Пластмаса.Въглехидратите (рибоза, дезоксирибоза) се използват за изграждане на АТФ, АДФ и други нуклеотиди, както и нуклеинови киселини. Те са част от някои ензими. Индивидуалните въглехидрати са компоненти на клетъчните мембрани. Продуктите от преобразуването на глюкозата (глюкуронова киселина, глюкозамин и др.) Влизат в състава на полизахаридите и сложните протеини на хрущяла и други тъкани.

резерва.Въглехидратите се съхраняват в скелетни мускули, черния дроб и други тъкани под формата на гликоген. Резервите му зависят от телесно тегло, функционално състояниетяло, модел на хранене. По време на мускулната активност запасите от гликоген са значително намалени, а през периода на почивка след работа те се възстановяват. Системната мускулна активност води до увеличаване на запасите от гликоген, което повишава енергийните възможности на тялото.

Защитен.Сложните въглехидрати са част от имунната система; мукополизахаридите се намират в лигавичните вещества, които покриват повърхността на кръвоносните съдове, бронхите, храносмилателния и пикочно-половия тракт и предпазват от проникване на бактерии, вируси, както и от механични увреждания.

Специфични.Някои въглехидрати участват в осигуряването на специфичността на кръвните групи, действат като антикоагуланти и са рецептори за редица хормони или фармакологични вещества, имат противотуморен ефект.

Регулаторен.Фибрите в храната не се разграждат в червата, а се активират чревна подвижност, ензими на храносмилателния тракт, усвояване на хранителни вещества.

Въведение

въглехидрати гликолипиди биологични

Въглехидратите са най-обширният и най-изобилен клас на Земята. органични съединения, които са част от всички организми и са необходими за живота на хората и животните, растенията и микроорганизмите. Въглехидратите са основните продукти на фотосинтезата; в цикъла на въглерода те служат като вид мост между неорганични и органични съединения. Въглехидратите и техните производни във всички живи клетки играят ролята на пластичен и структурен материал, доставчик на енергия, субстрати и регулатори за специфични биохимични процеси. Въглехидратите не само хранителна функцияв живите организми те изпълняват и поддържащи и структурни функции. Въглехидратите или техните производни се намират във всички тъкани и органи. Влизат в състава на клетъчните мембрани и субклетъчните образувания. Те участват в синтеза на много важни вещества.

Уместност

В момента тази тема е актуална, тъй като въглехидратите са необходими на тялото, тъй като те са част от неговите тъкани и изпълняват важни функции: - те са основният доставчик на енергия за всички процеси в тялото (могат да се разграждат и да осигуряват енергия дори при липса на кислород); - необходими за рационално използванепротеини (с дефицит на въглехидрати протеините се използват за други цели: те стават източник на енергия и участници в някои важни химични реакции); - тясно свързано с метаболизма на мазнините (ако ядете твърде много въглехидрати, повече, отколкото може да се превърне в глюкоза или гликоген (който се съхранява в черния дроб и мускулите), тогава резултатът е мазнина. Когато тялото се нуждае от повече гориво, мазнините се преобразуват обратно към глюкозата и телесното тегло намалява); - особено необходим за мозъка нормален живот(Ако мускулна тъканможе да натрупва енергия под формата на мастни депа, мозъкът не може да направи това, той е изцяло зависим от редовния прием на въглехидрати в тялото); - са интегрална частмолекули на някои аминокиселини, участват в изграждането на ензимите, образуването на нуклеинови киселини и др.

Понятие и класификация на въглехидратите

Въглехидратите са вещества с обща формула С н (З 2О) м , където n и m могат да имат различни значения. Името "въглехидрати" отразява факта, че водородът и кислородът присъстват в молекулите на тези вещества в същото съотношение, както в молекулата на водата. В допълнение към въглерод, водород и кислород, въглехидратните производни могат да съдържат други елементи, като азот.

Въглехидратите са една от основните групи органични вещества в клетките. Те са първичните продукти на фотосинтезата и началните продукти на биосинтезата на други органични вещества в растенията (органични киселини, алкохоли, аминокиселини и др.), а също така се намират в клетките на всички други организми. В животинската клетка съдържанието на въглехидрати е в рамките на 1-2%, в растителните клетки в някои случаи може да достигне 85-90% от масата на сухото вещество.

Има три групи въглехидрати:

· монозахариди или прости захари;

· олигозахариди - съединения, състоящи се от 2-10 молекули прости захари, свързани последователно (например дизахариди, тризахариди и др.).

· полизахаридите се състоят от повече от 10 молекули прости захари или техни производни (нишесте, гликоген, целулоза, хитин).

Монозахариди (прости захари)

В зависимост от дължината на въглеродния скелет (броя на въглеродните атоми) монозахаридите се делят на триози (C 3), тетроза (C 4), пентози (C 5), хексози (C 6), хептоза (C7 ).

Молекулите на монозахаридите са или алдехидни алкохоли (алдози), или кето алкохоли (кетози). Химичните свойства на тези вещества се определят основно от алдехидните или кетонните групи, които изграждат техните молекули.

Монозахаридите са силно разтворими във вода и имат сладък вкус.

Когато се разтворят във вода, монозахаридите, започвайки с пентози, придобиват форма на пръстен.

Цикличните структури на пентозите и хексозите са обичайни форми: във всеки даден момент само малка част от молекулите съществуват във формата на "отворена верига". Олиго- и полизахаридите също включват циклични форми на монозахариди.

В допълнение към захарите, в които всички въглеродни атоми са свързани с кислородни атоми, има частично редуцирани захари, най-важната от които е дезоксирибозата.

Олигозахариди

Когато се хидролизират, олигозахаридите образуват няколко молекули прости захари. В олигозахаридите молекулите на простите захари са свързани чрез така наречените гликозидни връзки, свързващи въглеродния атом на една молекула чрез кислород с въглеродния атом на друга молекула.

Най-важните олигозахариди включват малтоза (малцова захар), лактоза ( млечна захар) и захароза (захар от тръстика или цвекло). Тези захари се наричат ​​още дизахариди. По своите свойства дизахаридите са блокове на монозахаридите. Те се разтварят добре във вода и имат сладък вкус.

полизахариди

Това са полимерни биомолекули с високо молекулно тегло (до 10 000 000 Da), състоящи се от голямо числомономери - прости захари и техните производни.

Полизахаридите могат да се състоят от монозахариди от един или различни видове. В първия случай те се наричат ​​хомополизахариди (нишесте, целулоза, хитин и др.), Във втория - хетерополизахариди (хепарин). Всички полизахариди са неразтворими във вода и нямат сладък вкус. Някои от тях са способни на подуване и слуз.

Най-важните полизахариди са следните.

Целулоза- линеен полизахарид, състоящ се от няколко прави успоредни вериги, свързани с водородни връзки. Всяка верига е образувана от β-D-глюкозни остатъци. Тази структура предотвратява проникването на вода и е много издръжлива, което осигурява стабилността на растителните клетъчни мембрани, които съдържат 26-40% целулоза.

Целулозата служи като храна за много животни, бактерии и гъбички. Въпреки това повечето животни, включително хората, не могат да усвояват целулозата, тъй като съдържат стомашно-чревния трактНяма ензим целулаза, който разгражда целулозата до глюкоза. В същото време целулозните влакна играят важна роля в храненето, тъй като придават обемна и груба консистенция на храната и стимулират чревната подвижност.

Нишесте и гликоген. Тези полизахариди са основните форми на съхранение на глюкоза в растенията (нишесте), животните, хората и гъбите (гликоген). Когато се хидролизират, в организмите се образува глюкоза, която е необходима за жизнените процеси.

Хитинобразувани от β-глюкозни молекули, в които алкохолната група при втория въглероден атом е заменена с азотсъдържаща група NHCOCH 3. Неговите дълги успоредни вериги, подобно на целулозните вериги, са събрани в снопове. Хитин - основен структурен елементобвивки на членестоноги и клетъчни стени на гъби.

Кратко описание на екологичната и биологичната роля на въглехидратите

Обобщавайки разгледания по-горе материал относно характеристиките на въглехидратите, можем да направим следните изводи за тяхната екологична и биологична роля.

1. Те ​​изпълняват строителна функция, както в клетките, така и в тялото като цяло поради факта, че са част от структурите, които образуват клетките и тъканите (това е особено характерно за растенията и гъбите), например клетъчните мембрани , различни мембрани и т.н. и т.н., освен това въглехидратите участват в образуването на биологично необходими вещества, които образуват редица структури, например в образуването на нуклеинови киселини, които формират основата на хромозомите; въглехидратите влизат в състава на сложни протеини - гликопротеини, които имат определено значение при формирането на клетъчните структури и междуклетъчното вещество.

2. Най-важната функция на въглехидратите е трофичната функция, която се състои в това, че много от тях са хранителни продукти на хетеротрофни организми (глюкоза, фруктоза, нишесте, захароза, малтоза, лактоза и др.). Тези вещества, в комбинация с други съединения, образуват хранителни продукти, използвани от хората (различни зърнени храни; плодове и семена на отделни растения, които включват въглехидрати в състава си, са храна за птици, а монозахаридите, влизайки в цикъл на различни трансформации, допринасят за образуването на собствени въглехидрати, характерни за на даден организъм, както и други органо-биохимични съединения (мазнини, аминокиселини (но не и техните протеини), нуклеинови киселини и др.).

3. Въглехидратите също се характеризират с енергийна функция, която се състои в това, че монозахаридите (по-специално глюкозата) лесно се окисляват в организмите (крайният продукт на окислението е CO 2и Н 2О), в този случай се освобождава голямо количество енергия, придружено от синтеза на АТФ.

4. Те също имат защитна функция, състояща се във факта, че структурите (и определени органели в клетката) възникват от въглехидрати, които предпазват клетката или организма като цяло от различни щети, включително механични (например хитинови обвивки на насекоми, образуващи екзоскелета, клетъчни стени на растения и много гъби, включително целулоза и др.).

5. Важна роля играят механичните и формообразуващите функции на въглехидратите, които представляват способността на структури, образувани или от въглехидрати, или в комбинация с други съединения, да придават на тялото определена форма и да ги правят механично здрави; Така клетъчните мембрани на механичната тъкан и ксилемните съдове създават рамката (вътрешния скелет) на дървесни, храстови и тревисти растения, хитинът образува външния скелет на насекомите и др.

Кратка характеристика на въглехидратния метаболизъм в хетеротрофен организъм (използвайки примера на човешкото тяло)

Важна роля за разбирането на метаболитните процеси играе познаването на трансформациите, на които се подлагат въглехидратите в хетеротрофните организми. В човешкото тяло този процес се характеризира със следното схематично описание.

Въглехидратите в храната влизат в тялото през устната кухина. Монозахаридите в храносмилателната системапрактически не претърпяват трансформации, дизахаридите се хидролизират до монозахариди, а полизахаридите претърпяват доста значителни трансформации (това се отнася за онези полизахариди, които се използват от тялото като храна, и въглехидрати, които не са хранителни вещества, например целулозата, някои пектини се отстраняват от тялото с изпражненията).

IN устната кухинахраната се раздробява и хомогенизира (става по-еднородна от преди да влезе в нея). Храната се влияе от слюнката, отделяна от слюнчените жлези. Съдържа ензима птиалин и има алкална реакциясреда, поради което започва първичната хидролиза на полизахаридите, водеща до образуването на олигозахариди (въглехидрати с малка стойност на n).

Част от нишестето дори може да се превърне в дизахариди, което се забелязва при продължително дъвчене на хляб (киселият черен хляб става сладък).

Сдъвканата храна, обилно обработена със слюнка и натрошена от зъбите, навлиза в стомаха през хранопровода под формата на хранителен болус, където е изложена на кисел стомашен сок, съдържащ ензими, които действат върху протеини и нуклеинови киселини. С въглехидратите в стомаха не се случва почти нищо.

След това хранителната каша навлиза в първия отдел на червата (тънките черва), започвайки дванадесетопръстника. Той получава панкреатичен сок (панкреатична секреция), който съдържа комплекс от ензими, които насърчават смилането на въглехидратите. Въглехидратите се превръщат в монозахариди, които са разтворими във вода и могат да се абсорбират. Диетичните въглехидрати най-накрая се усвояват тънко черво, а в частта, където се съдържат вилите, те се абсорбират в кръвта и навлизат в кръвоносната система.

С кръвния поток монозахаридите се пренасят до различни тъкани и клетки на тялото, но първо цялата кръв преминава през черния дроб (там се изчиства от вредни продуктиобмен). В кръвта монозахаридите присъстват предимно под формата на алфа-глюкоза (но могат да присъстват и други изомери на хексоза, като фруктоза).

Ако кръвната захар е по-ниска от нормалната, тогава част от гликогена, съдържащ се в черния дроб, се хидролизира до глюкоза. Прекомерно съдържаниевъглехидрати характеризира сериозно човешко заболяване - диабет.

От кръвта монозахаридите влизат в клетките, където повечето от тях се изразходват за окисление (в митохондриите), по време на което се синтезира АТФ, съдържащ енергия в „удобна“ за тялото форма. ATP се изразходва за различни процесикоито изискват енергия (синтез на необходимите на организма вещества, осъществяване на физиологични и други процеси).

Част от въглехидратите в храната се използва за синтеза на въглехидрати на даден организъм, необходими за образуването на клетъчни структури, или съединения, необходими за образуването на вещества от други класове съединения (така че мазнини, нуклеинови киселини и др. получени от въглехидрати). Способността на въглехидратите да се превръщат в мазнини е една от причините за затлъстяването, заболяване, което включва комплекс от други заболявания.

Следователно консумацията на излишни количества въглехидрати е вредна за човешкото тяло, което трябва да се има предвид при организирането на балансирана диета.

В растителните организми, които са автотрофи, въглехидратният метаболизъм е малко по-различен. Въглехидратите (монозахаридите) се синтезират от организма сам от въглероден двуокиси вода, използваща слънчева енергия. Ди-, олиго- и полизахаридите се синтезират от монозахариди. Някои монозахариди участват в синтеза на нуклеинови киселини. Определено количество монозахариди (глюкоза) се използва от растителните организми в процесите на дишане за окисление, по време на което (както в хетеротрофните организми) се синтезира АТФ.

Гликолипидите и гликопротеините като структурни и функционални компоненти на въглехидратните клетки

Гликопротеините са протеини, съдържащи олигозахаридни (гликанови) вериги, ковалентно свързани към полипептиден скелет. Гликозаминогликаните са полизахариди, изградени от повтарящи се дизахаридни компоненти, които обикновено съдържат аминозахари (глюкозамин или галактозамин в сулфонирана или несулфонирана форма) и уронова киселина (глюкуронова или идуронова). Преди това гликозаминогликаните се наричаха мукополизахариди. Те обикновено са ковалентно свързани с протеина; комплекс от един или повече гликозаминогликани с протеин се нарича протеогликан. Гликоконюгатите и сложните въглехидрати са еквивалентни термини за молекули, които съдържат въглехидратни вериги (една или повече), ковалентно свързани с протеин или липид. Този клас съединения включва гликопротеини, протеогликани и гликолипиди.

Биомедицинско значение

Почти всички човешки плазмени протеини, с изключение на албумина, са гликопротеини. Много протеини на клетъчната мембрана съдържат значителни количествавъглехидрати. Веществата на кръвната група в някои случаи се оказват гликопротеини, понякога тази роля играят гликосфинголипидите. Някои хормони (напр. човешки хорионгонадотропин) са от гликопротеинова природа. Напоследък ракът все повече се характеризира като резултат от анормална генна регулация. основният проблем онкологични заболявания, метастази, е явление, при което раковите клетки напускат мястото си на произход (например гърдата), транспортират се чрез кръвния поток до отдалечени части на тялото (например мозъка) и растат за неопределено време с катастрофални последициза пациента. Много онколози смятат, че метастазите се дължат поне отчасти на промени в структурата на гликоконюгатите на повърхността ракови клетки. Редица заболявания (мукополизахаридоза) се основават на недостатъчна активност на различни лизозомни ензими, които разрушават отделни гликозаминогликани; в резултат на това един или повече от тях се натрупват в тъканите, причинявайки различни патологични признаци и симптоми. Един пример за такива състояния е синдромът на Hurler.

Разпределение и функции

Гликопротеините се намират в повечето организми, от бактерии до хора. Много животински вируси също съдържат гликопротеини и някои от тези вируси са изследвани широко, отчасти защото са удобни за изследване.

Гликопротеините са голяма група протеини с разнообразни функции, тяхното съдържание на въглехидрати варира от 1 до 85% или повече (в единици маса). Ролята на олигозахаридните вериги във функцията на гликопротеините все още не е точно определена, въпреки интензивното изследване на този въпрос.

Гликолипидите са сложни липиди, образувани чрез комбиниране на липиди с въглехидрати. Гликолипидните молекули имат полярни „глави“ (въглехидрати) и неполярни „опашки“ (остатъци мастни киселини). Благодарение на това гликолипидите (заедно с фосфолипидите) са част от клетъчните мембрани.

Гликолипидите присъстват широко в тъканите, особено в нервната тъкан, по-специално в мозъчната тъкан. Разположени са предимно на външна повърхностплазмената мембрана, където техните въглехидратни компоненти са включени сред другите въглехидрати на клетъчната повърхност.

Гликосфинголипидите, които са компоненти на външния слой на плазмената мембрана, могат да участват в междуклетъчните взаимодействия и контакти. Някои от тях са антигени, например антигенът на Forssmann и вещества, които определят кръвните групи на системата ABO. Подобни олигозахаридни вериги са открити в други гликопротеини на плазмената мембрана. Редица ганглиозиди функционират като рецептори за бактериални токсини (например холерен токсин, който задейства активирането на аденилат циклазата).

Гликолипидите, за разлика от фосфолипидите, не съдържат остатъци фосфорна киселина. В техните молекули галактозните или сулфоглюкозните остатъци са прикрепени към диацилглицерол чрез гликозидна връзка

Наследствени нарушения на метаболизма на монозахаридите и дизахаридите

Галактоземията е наследствена метаболитна патология, причинена от недостатъчна активност на ензимите, участващи в метаболизма на галактозата. Неспособността на тялото да използва галактозата води до сериозни увреждания на храносмилателната, зрителната и нервна системадеца в ранна възраст. В педиатрията и генетиката галактоземията е рядко генетично заболяване, което се среща с честота един случай на 10 000 - 50 000 новородени. Клиничната картина на галактоземия е описана за първи път през 1908 г. при дете, което страда от силно изтощение, хепато- и спленомегалия, галактозурия; болестта изчезна веднага след прекратяване млечно хранене. По-късно, през 1956 г., ученият Херман Келкер установи, че в основата на заболяването е нарушение на метаболизма на галактозата. Причините за заболяването Галактоземия е вродена патология, унаследява се по автозомно-рецесивен начин, т.е. заболяването се проявява само ако детето наследи две копия на дефектния ген от всеки родител. Индивиди, хетерозиготни за мутантния ген, са носители на болестта, но те също могат да се развият индивидуални знацигалактоземия в лека степен. Превръщането на галактозата в глюкоза (метаболитен път на Leloir) става с участието на 3 ензима: галактозо-1-фосфат уридил трансфераза (GALT), галактокиназа (GALK) и уридин дифосфат-галактозо-4-епимераза (GALE). Според дефицита на тези ензими има 1 ( класическа версия), 2 и 3 вида галактоземия Идентифицирането на три вида галактоземия не съвпада с реда на действие на ензимите в метаболитния път на Leloir. Галактозата влиза в тялото с храната и също се образува в червата по време на хидролизата на дизахарида лактоза. Метаболитният път на галактозата започва с превръщането й от ензима GALK в галактозо-1-фосфат. След това с участието на ензима GALT галактозо-1-фосфатът се превръща в UDP-галактоза (уридил дифосфогалактоза). След това, с помощта на GALE, метаболитът се превръща в UDP - глюкоза (уридил дифосфоглюкоза).При дефицит на един от тези ензими (GALK, GALT или GALE) концентрацията на галактоза в кръвта се повишава значително, междинните метаболити на галактозата се натрупва в тялото, което причинява токсично увреждане различни органи: Централна нервна система, черен дроб, бъбреци, далак, черва, очи и др. Нарушаването на метаболизма на галактозата е същността на галактоземията. Най-често в клинична практикавъзниква класическа (тип 1) галактоземия, причинена от дефект в ензима GALT и нарушение на неговата активност. Генът, кодиращ синтеза на галактозо-1-фосфат уридил трансфераза, се намира в околоцентромерната област на 2-ра хромозома. По тежест клинично протичанеразграничете тежки, средни и лека степенгалактоземия. Първите клинични признаци на тежка галактоземия се развиват много рано, в първите дни от живота на детето. Скоро след хранене на новороденото кърмаили млечна формула причинява повръщане и разстройство на изпражненията (водниста диария) и интоксикацията се увеличава. Бебето става летаргично и отказва гърдата или шишето; неговото недохранване и кахексия бързо прогресират. Детето може да се притеснява от метеоризъм, чревни колики, прекомерно отделяне на газове.По време на прегледа на дете с галактоземия от неонатолог се разкрива изчезването на рефлексите по време на периода на новороденото. При галактоземия персистиращата жълтеница се появява рано различни степенитежест и хепатомегалия, прогресира чернодробна недостатъчност. До 2-3 месеца от живота се появяват спленомегалия, цироза на черния дроб и асцит. Нарушенията в процесите на кръвосъсирване водят до появата на кръвоизливи по кожата и лигавиците. Децата започват да изостават в психомоторното развитие рано, но степента на интелектуално увреждане с галактоземия не достига същата тежест, както при фенилкетонурия. До 1-2 месеца децата с галактоземия развиват двустранна катаракта. Увреждането на бъбреците при галактоземия е придружено от глюкозурия, протеинурия и хипераминоацидурия. В крайната фаза на галактоземия детето умира от дълбоко изтощение, тежко чернодробна недостатъчности слоеве от вторични инфекции. При галактоземия с умерена тежест се наблюдават също повръщане, жълтеница, анемия, изоставане в психомоторното развитие, хепатомегалия, катаракта и недохранване. Леката галактоземия се характеризира с отказ от кърмене, повръщане след пиене на мляко, забавено развитие на речта и забавяне на теглото и ръста на детето. Въпреки това, дори и с леко течениегалактоземия, метаболитните продукти на галактозата имат токсичен ефект върху черния дроб, което води до неговите хронични заболявания.

Фруктоземия

Фруктоземията е наследствена генетично заболяване, състоящ се от непоносимост към фруктоза ( плодова захар, намира се във всички плодове, горски плодове и някои зеленчуци, както и в меда). При фруктоземия в човешкото тяло има малко или почти никакви ензими (ензими, органични вещества от протеинова природа, които ускоряват химична реакция, настъпващи в организма), участващи в разграждането и усвояването на фруктозата. Заболяването обикновено се открива през първите седмици и месеци от живота на детето или от момента, в който детето започне да получава сокове и храни, съдържащи фруктоза: сладък чай, плодови сокове, зеленчукови и плодови пюрета. Фруктоземията се предава по автозомно-рецесивен начин на наследяване (заболяването възниква, ако и двамата родители имат заболяване). Момчетата и момичетата боледуват еднакво често.

Причини за заболяването

Черният дроб няма достатъчно специален ензим (фруктозо-1-фосфат алдолаза), който преобразува фруктозата. В резултат на това метаболитните продукти (фруктозо-1-фосфат) се натрупват в организма (черен дроб, бъбреци, чревни лигавици) и имат увреждащ ефект. Установено е, че фруктозо-1-фосфатът никога не се отлага в мозъчните клетки и лещата на окото. Симптомите на заболяването се появяват след консумация на плодове, зеленчуци или плодове под всякаква форма (сокове, нектари, пюрета, пресни, замразени или сушени), както и мед. Тежестта на проявата зависи от количеството консумирана храна.

Летаргия, бледност кожата. Повишено изпотяване. Сънливост. Повръщане. Диария (честа обемна (големи порции) редки изпражнения). Отвращение към сладките храни. Хипотрофия (дефицит (недостатъчност) на телесно тегло) се развива постепенно. Увеличен размер на черния дроб. Асцит (натрупване на течност в коремна кухина). Жълтеница (пожълтяване на кожата) - развива се понякога. Остра хипогликемия (състояние, при което нивото на глюкозата (захарта) в кръвта намалява значително) може да се развие при едновременна консумация на големи количества храни, съдържащи фруктоза. Характеризира се с: Треперене на крайниците; конвулсии (пароксизмални неволни мускулни контракции и екстремнитехните напрежения); Загуба на съзнание до кома (липса на съзнание и реакция на всякакви стимули; състоянието представлява опасност за човешкия живот).

Заключение

Значението на въглехидратите в човешкото хранене е много голямо. Те служат най-важният източникенергия, осигуряваща до 50-70% от общия прием на калории.

Способността на въглехидратите да бъдат високоефективен източник на енергия е в основата на тяхното „протеин-съхраняващо“ действие. Въпреки че въглехидратите не са основни хранителни фактори и могат да се образуват в тялото от аминокиселини и глицерол, минималното количество въглехидрати дневна дажбане трябва да бъде по-малко от 50-60 g.

Редица заболявания са тясно свързани с нарушена въглехидратна обмяна: захарен диабет, галактоземия, нарушения в системата на гликогенното депо, непоносимост към мляко и др. Трябва да се отбележи, че в човешкото и животинското тяло въглехидратите присъстват в по-малки количества (не повече от 2% от сухото телесно тегло), отколкото протеините и липидите; в растителните организми, поради целулозата, въглехидратите представляват до 80% от сухата маса, следователно като цяло в биосферата има повече въглехидрати, отколкото всички други органични съединения, взети заедно.Така: въглехидратите играят огромна роля в живота на живи организми на планетата, учените смятат, че приблизително Когато се появи първото въглехидратно съединение, се появи първата жива клетка.

Литература

1. Биохимия: учебник за ВУЗ / изд. E.S. Северина - 5-то изд., - 2009. - 768 с.

2. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин "Биологична химия".

3. П.А. Верболович "Работилна среща по органична, физическа, колоидна и биологична химия."

4. Leninger A. Основи на биохимията // М.: Мир, 1985 г.

5. Клинична ендокринология. Ръководство / Н. Т. Старкова. - 3-то издание, преработено и допълнено. - Санкт Петербург: Питър, 2002. - стр. 209-213. - 576 стр.

6. Детски болести (том 2) - Шабалов Н.П. - учебник, Петър, 2011г

Обучение

Нуждаете се от помощ при изучаване на тема?

Нашите специалисти ще съветват или предоставят услуги за обучение по теми, които ви интересуват.
Изпратете вашата кандидатурапосочване на темата точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.

С това обаче ролята на въглехидратите не се изчерпва. Те са неразделна част от молекулите на някои аминокиселини, участват в изграждането на ензими, образуването на нуклеинови киселини, предшественици са за образуването на мазнини, имуноглобулини, които играят важна роля в имунната система, и гликопротеини - комплекси въглехидрати и протеини, които са най-важните компоненти клетъчни мембрани. Хиалуроновите киселини и другите мукополизахариди образуват защитен слой между всички клетки, изграждащи тялото.

Интересът към въглехидратите беше ограничен от изключителната сложност на тяхната структура. За разлика от мономерите на нуклеиновите киселини (нуклеотидите) и протеините (аминокиселините), които могат да се свързват заедно само по един специфичен начин, монозахаридните единици в олигозахаридите и полизахаридите могат да се свързват заедно по няколко начина на много различни позиции.

От втората половина на 20 век. Има бързо развитие на химията и биохимията на въглехидратите, поради важното им биологично значение.

Въглехидратите, заедно с протеините и липидите, са най-важните химични съединениякоито са част от живите организми. При хората и животните въглехидратите изпълняват важни функции: енергия (основният вид клетъчно гориво), структурна ( необходим компонентповечето вътреклетъчни структури) и защитни (участие на въглехидратните компоненти на имуноглобулините в поддържането на имунитета).

Въглехидратите (рибоза, дезоксирибоза) се използват за синтеза на нуклеинови киселини, те са неразделна част от нуклеотидните коензими, които играят изключително важна роля в метаболизма на живите същества. Напоследък все по-голямо внимание привличат смесени биополимери, съдържащи въглехидрати: гликопептиди и гликопротеини, гликолипиди и липополизахариди, гликолипопротеини и др. Тези вещества изпълняват сложни и важни функции в тялото.

И така, ще подчертая b Иологично значение на въглехидратите:

· Въглехидратите изпълняват пластична функция, тоест участват в изграждането на костите, клетките и ензимите. Те съставляват 2-3% от теглото.

· Въглехидратите са основният източник на енергия. При окисляване на 1 грам въглехидрати се отделят 4,1 kcal енергия и 0,4 g вода.

· Кръвта съдържа 100-110 mg глюкоза. Зависи от концентрацията на глюкоза осмотичното наляганекръв.

· Пентозите (рибоза и дезоксирибоза) участват в изграждането на АТФ.

Въглехидратите изпълняват защитна роляв растенията.

2. Видове въглехидрати

Има две основни групи въглехидрати: прости и сложни. Простите въглехидрати включват глюкоза, фруктоза, галактоза, захароза, лактоза и малтоза. Комплексните включват нишесте, гликоген, фибри и пектин.

Въглехидратите се делят на монозахариди (прости), олигозахариди и полизахариди (сложни).

1. Монозахариди

· глюкоза

фруктоза

галактоза

· маноза

2. Олигозахариди

· Дизахариди

захароза (обикновена захар, тръстикова захар или захар от цвекло)

малтоза

изомалтоза

лактоза

лактулоза

3.Полизахариди

· декстран

· гликоген

· нишесте

· целулоза

галактоманани

Монозахариди(прости въглехидрати) са най-простите представители на въглехидратите и при хидролиза не се разграждат на по-прости съединения. Простите въглехидрати лесно се разтварят във вода и бързо се усвояват. Имат подчертан сладък вкус и се класифицират като захари.

В зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулите монозахаридите се делят на триози, тетрози, пентози и хексози. Най-важни за човека са хексозите (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.) и пентозите (рибоза, дезоксирибоза и др.).

Когато две монозахаридни молекули се комбинират, се образуват дизахариди.

Най-важният от всички монозахариди е глюкозата, тъй като тя е структурна единица (градивен елемент) за изграждането на повечето хранителни ди- и полизахариди. Транспортирането на глюкоза в клетките се регулира в много тъкани от панкреатичния хормон инсулин.

При хората излишната глюкоза се превръща предимно в гликоген, единственият резервен въглехидрат в животинските тъкани. В човешкото тяло общото съдържание на гликоген е около 500 g - това е дневният запас от въглехидрати, използвани при тежък дефицит в диетата. Дългосрочният дефицит на гликоген в черния дроб води до дисфункция на хепатоцитите и мастна инфилтрация.

Олигозахариди- по-сложни съединения, изградени от няколко (от 2 до 10) монозахаридни остатъка. Делят се на дизахариди, тризахариди и др. Най-важните дизахариди за човека са захарозата, малтозата и лактозата. Олигозахаридите, които включват рафиноза, стахиоза и вербаскоза, се намират главно в бобовите растения и техните преработени продукти, като соево брашно, а също и в малки количества в много зеленчуци. Фрукто-олигозахаридите се намират в зърнени култури (пшеница, ръж), зеленчуци (лук, чесън, артишок, аспержи, ревен, цикория), както и банани и мед.

Към групата на олигозахаридите спадат и малтодекстрините, които са основните компоненти на сиропи и меласи, индустриално произведени от полизахаридни суровини. Един от представителите на олигозахаридите е лактулозата, която се образува от лактоза по време на термичната обработка на млякото, например при производството на печено и стерилизирано мляко.

Олигозахаридите практически не се разграждат в тънките черва на човека поради липсата на подходящи ензими. Поради тази причина те имат свойствата на диетични фибри. Някои олигозахариди играят значителна роля във функционирането на нормалната микрофлора на дебелото черво, което позволява да бъдат класифицирани като пребиотици - вещества, които са частично ферментирали от определени чревни микроорганизми и осигуряват поддържането на нормална чревна микробиоценоза.

полизахариди- полимерни съединения с високо молекулно тегло, образувани от голям брой мономери, които са монозахаридни остатъци. Полизахаридите се делят на смилаеми и несмилаеми в стомашно-чревния тракт на човека. Първата подгрупа включва нишесте и гликоген, втората включва различни съединения, от които най-важни за човека са целулозата (фибрите), хемицелулозата и пектиновите вещества.

Олиго- и полизахаридите се обединяват под термина "сложни въглехидрати". Моно- и дизахаридите имат сладък вкус, поради което се наричат ​​още „захари“. Полизахаридите нямат сладък вкус. Сладостта на захарозата варира. Ако сладостта на разтвор на захароза се приеме за 100%, тогава сладостта на еквимоларни разтвори на други захари ще бъде: фруктоза - 173%, глюкоза - 81%, малтоза и галактоза - 32% и лактоза - 16%.

Основният смилаем полизахарид е нишестето - хранителната основа на зърнени, бобови растения и картофи. Той представлява до 80% от въглехидратите, консумирани в храната. Това е сложен полимер, състоящ се от две фракции: амилоза - линеен полимер и амилопектин - разклонен полимер. Именно съотношението на тези две фракции в различните суровини на нишестето определя неговите различни физикохимични и технологични характеристики, по-специално разтворимост във вода при различни температури. Източникът на нишесте са растителни продукти, главно зърнени храни: зърнени храни, брашно, хляб и картофи.

За да се улесни усвояването на нишестето от тялото, продуктът, който го съдържа, трябва да бъде термично обработен. В този случай нишестената паста се образува в изрична форма, например желе, или латентно в състава на хранителен състав: каша, хляб, тестени изделия, ястия от бобови растения. Нишестените полизахариди, които влизат в тялото с храната, преминават последователно, започвайки от устната кухина, ферментация до малтодекстрини, малтоза и глюкоза, последвани от почти пълна абсорбция.

Вторият смилаем полизахарид е гликоген.Хранителната му стойност е ниска - не повече от 10-15 g гликоген идва от храната в състава на черния дроб, месото и рибата. Когато месото узрее, гликогенът се превръща в млечна киселина.

Някои сложни въглехидрати (фибри, целулоза и др.) изобщо не се усвояват в човешкото тяло. Това обаче е необходим компонент на храненето: те стимулират чревната подвижност, образуват изпражнения, като по този начин помага за премахване на токсините и прочистване на тялото. Освен това, въпреки че фибрите не се усвояват от хората, те служат като източник на хранене за полезната чревна микрофлора.

Заключение

Значението на въглехидратите в човешкото хранене е много голямо. Те служат като най-важният източник на енергия, осигурявайки до 50-70% от общия прием на калории.

Способността на въглехидратите да бъдат високоефективен източник на енергия е в основата на тяхното „протеин-съхраняващо“ действие. Въпреки че въглехидратите не са сред основните хранителни фактори и могат да се образуват в организма от аминокиселини и глицерол, минималното количество въглехидрати в дневната диета не трябва да бъде по-малко от 50-60 g.

Редица заболявания са тясно свързани с нарушена въглехидратна обмяна: захарен диабет, галактоземия, нарушения в системата на гликогенното депо, непоносимост към мляко и др. Трябва да се отбележи, че в човешкото и животинското тяло въглехидратите присъстват в по-малки количества (не повече от 2% от сухото телесно тегло), отколкото протеините и липидите; в растителните организми, поради целулозата, въглехидратите представляват до 80% от сухата маса, следователно като цяло има повече въглехидрати в биосферата, отколкото всички други органични съединения, взети заедно.

Библиография

1. Наръчник по диететика / изд. А.А. Покровски, М.А. Самсонова. - М.: Медицина, 1981

2. Популярна информация за храненето. Изд. ИИ Столмакова, И.О. Мартинюк, Киев, "Здраве", 1990 г

3. Королев А.А. Хигиена на храните - 2-ро изд. Преработено и допълнителни - М.: "Академия", 2007 г

4. Ауреден Л. Как да станем красиви. - М.: Топикал, 1995

5. http://hudeemtut.ru

6. Leninger A. Основи на биохимията // М.: Мир, 1985.

), не се ограничават до изпълнение на която и да е функция в човешкото тяло. В допълнение към осигуряването на енергия Основната функционална роля на въглехидратите, те са необходими и за нормалното функциониране на сърцето, черния дроб, мускулите и централната нервна система. Те са важен компонент в регулацията на протеиновия и мастния метаболизъм.

Основните биологични функции на въглехидратите, защо са необходими на организма

1. Енергийна функция.
   Основната функция на въглехидратите в човешкото тяло. Те са основният източник на енергия за всички видове работа, протичащи в клетките. Когато въглехидратите се разграждат, освободената енергия се разсейва като топлина или се съхранява в ATP молекули. Въглехидратите осигуряват около 50 - 60% от дневната енергийна консумация на тялото и всички енергийни разходи на мозъка (мозъкът абсорбира около 70% от глюкозата, освободена от черния дроб). При окисляване на 1 g въглехидрати се освобождават 17,6 kJ енергия. Тялото използва свободната глюкоза или складираните въглехидрати под формата на гликоген като основен източник на енергия.
2. Пластична (конструктивна) функция.
   Въглехидратите (рибоза, дезоксирибоза) се използват за изграждане на ADP, ATP и други нуклеотиди, както и нуклеинови киселини. Те са част от някои ензими. Индивидуалните въглехидрати са структурни компонентиклетъчни мембрани. Продуктите на глюкозната трансформация (глюкуронова киселина, глюкозамин и др.) Влизат в състава на полизахаридите и сложните протеини на хрущяла и други тъкани.
3. Функция за съхранение.
   Въглехидратите се съхраняват (натрупват) в скелетните мускули (до 2%), черния дроб и други тъкани под формата на гликоген. При добро храненедо 10% гликоген може да се натрупа в черния дроб, а при неблагоприятни условия съдържанието му може да намалее до 0,2% от масата на черния дроб.
4. Защитна функция.
   Сложните въглехидрати са част от имунната система; мукополизахаридите се намират в лигавичните вещества, които покриват повърхността на съдовете на носа, бронхите, храносмилателния и пикочно-половия тракт и предпазват от проникване на бактерии и вируси, както и от механични увреждания.
5. Регулаторна функция.
   Те са част от мембранните гликопротеинови рецептори. Въглехидратите участват в регулирането на осмотичното налягане в организма. Така кръвта съдържа 100-110 mg/% глюкоза, а осмотичното налягане на кръвта зависи от концентрацията на глюкоза. Фибрите от храната не се разграждат (усвояват) в червата, но активират чревната подвижност и ензимите, използвани в храносмилателния тракт, подобрявайки храносмилането и усвояването на хранителните вещества.

Въглехидратни групи

• Прости (бързи) въглехидрати
  Има два вида захари: монозахариди и дизахариди. Монозахаридите съдържат един захарна група, като глюкоза, фруктоза или галактоза. Дизахаридите се образуват от остатъците на два монозахарида и са представени по-специално от захароза (обикновена трапезна захар) и лактоза. Те бързо повишават кръвната захар и имат висок гликемичен индекс.
• Сложни (бавни) въглехидрати
  Полизахаридите са въглехидрати, съдържащи три или повече молекули прости въглехидрати. Този вид въглехидрати включва по-специално декстрини, нишестета, гликогени и целулоза. Източници на полизахариди са зърнени храни, бобови култури, картофи и други зеленчуци. Постепенно увеличавайте съдържанието на глюкоза и имайте нисък гликемичен индекс.
• Несмилаеми (влакнести)
  Фибрите (диетични фибри) не осигуряват на тялото енергия, но играят огромна роля в живота му. Съдържа се предимно в растителни продуктис ниско или много ниско съдържаниеСахара. Трябва да се отбележи, че фибрите забавят усвояването на въглехидрати, протеини и мазнини (може да бъде полезно за отслабване). Е източник на енергия за полезни бактериичерва (микробиом)

Видове въглехидрати

Монозахариди

• Глюкоза
  Монозахаридът, безцветно кристално вещество със сладък вкус, се намира в почти всяка въглехидратна верига.
• Фруктоза
  Безплатната плодова захар присъства в почти всички сладки горски плодове и плодове; тя е най-сладката захар.
• Галактоза
  Не е намерено в свободна форма; Когато се комбинира с глюкоза, образува лактоза, млечна захар.

Дизахариди

• захароза
  Дизахарид, състоящ се от комбинация от фруктоза и глюкоза, има висока разтворимост. След като попадне в червата, той се разпада на тези компоненти, които след това се абсорбират в кръвта.
• лактоза
  Млечната захар, въглехидрат от групата на дизахаридите, се съдържа в млякото и млечните продукти.
• Малтоза
  Малцовата захар се усвоява лесно от човешкото тяло. Образува се от комбинацията на две глюкозни молекули. Малтозата възниква в резултат на разграждането на нишестетата по време на храносмилането.

полизахариди

• нишесте
  Бял прах, неразтворим в студена вода. Нишестето е най-често срещаният въглехидрат в човешката диета и се намира в много основни храни.
• Целулоза
  Сложни въглехидрати, които са здрави растителни структури. Компонент растителна храна, който не се усвоява в човешкото тяло, но играе огромна роля в живота и храносмилането му.
• Малтодекстрин
  Бял или кремав прах със сладникав вкус, силно разтворим във вода. Той е междинен продукт от ензимното разграждане на растителното нишесте, в резултат на което молекулите на нишестето се разделят на фрагменти - декстрини.
• Гликоген
  Полизахарид, образуван от глюкозни остатъци; Основният резервен въглехидрат не се намира никъде, освен в тялото. Гликогенът образува енергиен резерв, който може бързо да се мобилизира, ако е необходимо, за да компенсира внезапната липса на глюкоза в човешкото тяло.

ЗА МЕН У Г ЛЕ В О Д О В

Доктор на медицинските науки Е.И.Кононов

Класификация и биологична роля на въглехидратите

Въглехидратите съставляват незначителна част от общото сухо тегло на тъканите на човешкото тяло - не повече от 2%, докато протеините, например, представляват до 45% от сухото тегло на тялото. Въпреки това, въглехидратите изпълняват в тялото цяла линияжизненоважни функции, участващи в структурната и метаболитна организация на органите и тъканите.

От химическа гледна точка въглехидратите са многоатомни алдехидни или кетонни алкохоли или техни полимери, а мономерните единици в полимерите са свързани помежду си с гликозидни връзки.

1.1. Класификация на въглехидратите.

Въглехидратите се делят на три големи групи: монозахариди и техните производни, олигозахариди и полизахариди.

1.1.1. Монозахаридите от своя страна се делят, първо, според естеството на карбонилната група на алдози и кетози и, второ, според броя на въглеродните атоми в молекулата на триози, тетрози, пентози и др. Обикновено монозахаридите имат тривиални имена: глюкоза, галактоза, рибоза, ксилоза и др. Същата група съединения включва различни производни на монозахариди, най-важните от които са фосфорни естери на монозахариди [глюкоза-6-фосфат, фруктоза-1,6 - бифосфат, рибозо-5-фосфат и др.], уронови киселини [галактуронова, глюкуронова, идуронова и др.], аминозахари

[глюкозамин, галактозамин и др.], сулфатирани производни на уронови киселини, ацетилирани производни на аминозахари и др. Общият брой на мономерите и техните производни е няколко десетки съединения, което не е по-малко от броя на отделните аминокиселини, присъстващи в тяло.

1.1.2. Олигозахариди, които са полимери, чиито мономерни единици са монозахариди или техни производни. Броят на отделните мономерни блокове в полимера може да достигне една и половина или две / не повече от / десетки. Всички мономерни единици в полимера са свързани чрез гликозидни връзки. Олигозахаридите от своя страна се делят на хомоолигозахариди, състоящи се от идентични мономерни единици (малтоза) и хетероолигозахариди, които съдържат различни мономерни единици (лактоза). В по-голямата си част олигозахаридите се намират в тялото като структурни компоненти на по-сложни молекули - гликолипиди или гликопротеини. Малтозата се намира в свободна форма в човешкото тяло, като малтозата е междинен продукт от разграждането на гликогена, а лактозата е включена като резервен въглехидрат в млякото на кърмещите жени. По-голямата част от олигозахаридите в човешкото тяло са хетероолигозахариди на гликолипиди и гликопротеини. Те имат изключително разнообразна структура, което се дължи както на разнообразието от мономерни единици, включени в тях, така и на разнообразието от възможности за гликозидни връзки между мономерите в олигомера.

1.1.3. Полизахаридите са полимери, изградени от монозахариди или техни производни, свързани помежду си с гликозидни връзки, с брой мономерни единици от няколко десетки до няколко десетки хиляди. Тези полизахариди могат да се състоят от идентични мономерни единици, т.е. са хомополизахариди или могат да съдържат различни мономерни единици - тогава имаме работа с хетерополизахариди. Единственият хомополизахарид в човешкото тяло е гликогенът, състоящ се от остатъци a-D- глюкоза. Наборът от хетерополизахариди е по-разнообразен - тялото съдържа хиалуронова киселина, хондроитин сулфати, кератан сулфат, дерматан сулфат, хепаран сулфат и хепарин. Всеки от изброените хетерополизахариди се състои от индивидуален набор от мономерни единици.Така че основните мономерни единици Хиалуронова киселинаса глюкуронова киселина и N-ацетилглюкозамин, докато хепаринът съдържа сулфатиран глюкозамин и сулфатирана идуронова киселина.

1.2. Функции на въглехидратите от различни класове Функциите на въглехидратите в тялото са разнообразни и, естествено, различни за различните класове съединения. Монозахаридите и техните производни изпълняват на първо място енергийна функция: окислителното разграждане на тези съединения осигурява на тялото 55-60% от енергията, от която се нуждае4. Второ, междинните продукти от разграждането на монозахаридите и техните производни се използват в клетките за синтеза

други вещества, необходими за клетката, включително съединения от други класове; По този начин, от междинните продукти на метаболизма на глюкозата до

клетките могат да синтезират липиди и несъществени аминокиселини, но във втория случай е необходим допълнителен източник на аминокиселини

mov азотни аминогрупи. Трето, монозахаридите и техните производни действат структурна функция, като мономерни единици на др

други, по-сложни молекули като полизахариди или нуклеотиди.

Главна функцияхетероолигозахаридите имат структурна функция - те са структурни компоненти на гликопротеините и гликолипидите. В това си качество хетероолигозахаридите участват в изпълнението на редица функции от гликопротеините: регулаторни [хипофизни хормони тиротропин и гонадотропини - гликопротеини], комуникативни [клетъчни рецептори - гликопротеини], защитни [антитела - гликопротеини]. В допълнение, хетероолигозахаридните блокове, като част от гликолипидите и гликопротеините, участват в образуването на клетъчни мембрани, образувайки например такъв важен елемент от клетъчната структура като гликокаликса.

Гликогенът, единственият хомополизахарид, присъстващ в животинското тяло, изпълнява резервна функция. Освен това, това е не само енергиен резерв, но и резерв от пластмасов материал. Гликогенът присъства в различни количества в почти всички клетки на човешкото тяло. Резервите на гликоген в черния дроб могат да достигнат до 3-5% от мокрото тегло на този орган [понякога до 10%], а съдържанието му в мускулите е до 1% обща масатъкани. Като се има предвид масата на тези органи, общото количество гликоген в черния дроб може да бъде 150 - 200 g, а запасите от гликоген в мускулите могат да достигнат до 600 g.

Хетерополизахаридите изпълняват структурна функция в тялото, те са част от гликаминопротеогликаните; последните, заедно със структурни протеини като колаген или еластин, образуват междуклетъчното вещество на различни органи и тъкани. Гликозаминопротеогликановите агрегати, имащи мрежеста структура, действат като молекулярни филтри, които предотвратяват или силно инхибират движението на макромолекулите в междуклетъчната среда. В допълнение, хетерополизахаридните молекули имат в структурата си много полярни и отрицателно заредени групи, поради което могат да се свързват голям бройвода и катиони, действащи като вид депо за тези молекули.

Функциите на някои въглехидрати, открити в тялото, са много специфични. По този начин хепаринът е естествен антикоагулант - предотвратява съсирването на кръвта в кръвоносните съдове, а лактозата, както вече споменахме, е резервен въглехидрат в кърмата.

2.Усвояване на екзогенни въглехидрати

IN нормални условияОсновният източник на въглехидрати за хората са хранителните въглехидрати. Дневна нуждавъглехидрати е приблизително 400 g и е много желателно. така че лесно смилаемите въглехидрати [глюкоза, захароза, лактоза и др.] съставляват не повече от 25% от общото им количество в храната. В процеса на усвояване на храната всички екзогенни полимери с въглехидратна природа се разграждат на мономери, което лишава тези полимери от видова специфичност и само монозахаридите и техните производни навлизат във вътрешната среда на тялото от червата; тези мономери впоследствие се използват при необходимост за синтеза на специфични за човека олиго- или полизахариди.

Разграждането на нишестето или гликогена в храната започва още в устната кухина поради действието на слюнчената амилаза и малтаза върху тези хомополизахариди, но този процес не е значим, тъй като храната остава в устната кухина за много кратко време. В стомаха по време на храносмилането средата е кисела и слюнчена амилаза,

попадащи в стомаха заедно с хранителен болус, практически не работи. По-голямата част от нишестето и гликогена в храната се разграждат в тънките черва под действието на панкреатичната амилаза до дизахаридите малтоза и изомалтоза. Получените дизахариди се разграждат до глюкоза с участието на отделяните от чревната стена ензими: малтаза и изомалтаза. Малтазата катализира хидролизата на a-1,4-гликозидните връзки, а изомалтазата катализира хидролизата на a-1,6-гликозидните връзки.

Приетата с храна захароза се разгражда в червата до глюкоза и фруктоза с участието на ензима захараза, а приетата лактоза се разгражда до глюкоза и галактоза под действието на ензима лактаза. И двата ензима се секретират от чревната стена.

Процесите на разцепване на хетероолигозахариди или хетерополизахариди са слабо проучени. Очевидно чревната стена секретира гликозидази, които са способни да разцепват a- и b- гликозидни връзки, присъстващи в тези полимери.

Абсорбцията на монозахаридите се извършва в тънките черва и скоростите на абсорбция на различните монозахариди са значително различни. Ако степента на абсорбция на глюкозата се приеме за 100, тогава скоростта на абсорбция на галактозата ще бъде 110, фруктозата - 43, манозата - 19, ксилозата - 15. Общоприето е, че абсорбцията на глюкоза и галактоза става с участието на активни транспортни механизми, абсорбцията на фруктоза и рибоза - по механизма на улеснена дифузия, и абсорбцията на маноза или ксилоза по механизма на проста дифузия. Приблизително 90% от абсорбираната глюкоза навлиза в ентероцитите директно в кръвта, а 10% от нея завършва в лимфата, но по-късно тази глюкоза също се озовава в кръвта.

Трябва да се отбележи, че въглехидратите могат да бъдат напълно изключени от диетата. В този случай всички въглехидрати, необходими на тялото, ще бъдат синтезирани в клетките от невъглехидратни съединения в хода на процеси, наречени глюконеогенеза.