कार्बोहाइड्रेट वर्गीकरण जैविक भूमिका। संरचनात्मक स्वरूप के बारे में

विषय का अध्ययन करने का उद्देश्य:कार्बोहाइड्रेट की संरचनात्मक विशेषताओं और गुणों, शरीर में उनकी जैविक भूमिका, साथ ही शारीरिक परिश्रम के बाद शरीर की वसूली की प्रक्रियाओं के दौरान मानव शरीर के खाद्य कार्बोहाइड्रेट और आरक्षित कार्बोहाइड्रेट की भूमिका के बारे में ज्ञान प्राप्त करें।

शैक्षिक-लक्षित प्रश्न (विषय पर स्व-अध्ययन योजना)

 कार्बोहाइड्रेट की सामान्य विशेषताएँ।

 मोनो-, डी- और पॉलीसेकेराइड की रासायनिक संरचना की विशेषताएं जो खाद्य उत्पादों का हिस्सा हैं और मानव शरीर में बनते हैं।

 कार्बोहाइड्रेट की जैविक भूमिका, मानव शरीर के विभिन्न ऊतकों और अंगों में उनकी सामग्री।

 पाचन तंत्र में कार्बोहाइड्रेट का एंजाइमेटिक परिवर्तन।

 कोशिका झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट का परिवहन।

 आहार में कार्बोहाइड्रेट का मानदंड, ग्लाइसेमिक इंडेक्स की अवधारणा।

लक्ष्यों को

 मोनो-, आई- और पॉलीसेकेराइड की संरचना और रासायनिक गुणों के ज्ञान के आधार पर, भोजन का हिस्सा कार्बोहाइड्रेट और मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट के बीच अंतर को समझाना सीखें।

 पाचन और अवशोषण की प्रक्रिया में कार्बोहाइड्रेट के जैव रासायनिक परिवर्तनों के मुख्य चरणों के ज्ञान के आधार पर, प्रदर्शन में सुधार करने और शारीरिक गतिविधि के बाद पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं में तेजी लाने के लिए आहार कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करने के तरीकों का चयन करें।

विषय का अध्ययन करने के लिए दिशानिर्देश

इस विषय पर सामग्री पर काम करते समय, सबसे पहले, आपको यह पता लगाना होगा कि पदार्थ किन विशेषताओं के आधार पर कार्बोहाइड्रेट के वर्ग से संबंधित हैं, मोनोसेकेराइड की चक्रीय और चक्रीय संरचनाओं पर विचार करें, क्योंकि मोनोसेकेराइड अधिक अणुओं के निर्माण का आधार हैं। काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स। यह सलाह दी जाती है कि कार्यात्मक समूहों की पहचान करके मोनोसेकेराइड की विशिष्ट विशेषताओं का निर्धारण शुरू किया जाए। सभी मोनोसैकेराइड में एक कार्बोनिल समूह -C = O और कई अल्कोहल हाइड्रॉक्साइड -OH होते हैं, यानी वे एल्डिहाइड या कीटो अल्कोहल होते हैं।

"कार्बोहाइड्रेट" नाम की उत्पत्ति इस तथ्य के कारण है कि, अनुभवजन्य सूत्र के आधार पर, इस वर्ग के अधिकांश यौगिक पानी के साथ कार्बन के यौगिक हैं। तो, ग्लूकोज के लिए अनुभवजन्य सूत्र साथ 6 एन 12 के बारे में 6 =(सीएच 2 के बारे में) 6 , और अधिकांश सामान्य कार्बोहाइड्रेट को सामान्य सूत्र द्वारा चित्रित किया जा सकता है (एसएन 2 के बारे में) एन, n>3. यदि कार्बोनिल कार्बन श्रृंखला के अंत में स्थित है, तो यह एक एल्डिहाइड समूह बनाता है और मोनोसैकेराइड को एल्डोज़ कहा जाता है। अधिकांश एल्डोज़ को सामान्य सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है चौधरी 2 ओह-(एसएनओएन) एन -सीओएच

यदि कार्बोनिल कार्बन परमाणुओं के बीच स्थित है, तो यह एक कीटोन समूह है और मोनोसैकेराइड को केटोज़ कहा जाता है। केटोज़ सामान्य सूत्र के अनुरूप हैं चौधरी 2 OH-CO-(CHOH) एन -सीएच 2 वह.

1. कार्बोहाइड्रेट की जैविक भूमिका

ऊर्जा।जब कार्बोहाइड्रेट टूटते हैं, तो निकलने वाली ऊर्जा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है या एटीपी अणुओं में जमा हो जाती है। कार्बोहाइड्रेट शरीर की दैनिक ऊर्जा खपत का लगभग 50-60% प्रदान करते हैं, और मांसपेशियों की सहनशक्ति गतिविधि के दौरान - 70% तक। जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 17 kJ ऊर्जा (4.1 kcal) निकलती है। ग्लाइकोजन के रूप में मुक्त ग्लूकोज या कार्बोहाइड्रेट भंडार का उपयोग मुख्य ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है।

प्लास्टिक।कार्बोहाइड्रेट (राइबोस, डीऑक्सीराइबोज) का उपयोग एटीपी, एडीपी और अन्य न्यूक्लियोटाइड, साथ ही न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए किया जाता है। वे कुछ एंजाइमों का हिस्सा हैं। व्यक्तिगत कार्बोहाइड्रेट कोशिका झिल्ली के घटक हैं। ग्लूकोज रूपांतरण के उत्पाद (ग्लुकुरोनिक एसिड, ग्लूकोसामाइन, आदि) उपास्थि और अन्य ऊतकों के पॉलीसेकेराइड और जटिल प्रोटीन का हिस्सा हैं।

संरक्षित।कार्बोहाइड्रेट संग्रहित होते हैं कंकाल की मांसपेशियां, यकृत और अन्य ऊतक ग्लाइकोजन के रूप में। इसका भंडार निर्भर करता है शरीर का वजन, कार्यात्मक अवस्थाशरीर, पोषण पैटर्न. मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, ग्लाइकोजन भंडार काफी कम हो जाता है, और काम के बाद बाकी अवधि के दौरान वे बहाल हो जाते हैं। व्यवस्थित मांसपेशी गतिविधि से ग्लाइकोजन भंडार में वृद्धि होती है, जिससे शरीर की ऊर्जा क्षमताएं बढ़ती हैं।

सुरक्षात्मक.जटिल कार्बोहाइड्रेट प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं; म्यूकोपॉलीसेकेराइड श्लेष्म पदार्थों में पाए जाते हैं जो रक्त वाहिकाओं, ब्रांकाई, पाचन तंत्र और जननांग पथ की सतह को कवर करते हैं और बैक्टीरिया, वायरस के प्रवेश के साथ-साथ यांत्रिक क्षति से बचाते हैं।

विशिष्ट।कुछ कार्बोहाइड्रेट रक्त समूहों की विशिष्टता सुनिश्चित करने में शामिल होते हैं, थक्कारोधी के रूप में कार्य करते हैं, और कई हार्मोनों के लिए रिसेप्टर्स होते हैं या औषधीय पदार्थ, एक एंटीट्यूमर प्रभाव है।

नियामक.भोजन में मौजूद फाइबर आंतों में टूटता नहीं है, बल्कि सक्रिय होता है आंतों की गतिशीलता, पाचन तंत्र एंजाइम, पोषक तत्व अवशोषण।

परिचय

कार्बोहाइड्रेट ग्लाइकोलिपिड्स जैविक

कार्बोहाइड्रेट पृथ्वी पर सबसे व्यापक और सबसे प्रचुर वर्ग है। कार्बनिक यौगिक, जो सभी जीवों का हिस्सा हैं और मनुष्यों और जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों के जीवन के लिए आवश्यक हैं। कार्बोहाइड्रेट प्रकाश संश्लेषण के प्राथमिक उत्पाद हैं; कार्बन चक्र में वे अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के बीच एक प्रकार के पुल के रूप में कार्य करते हैं। सभी जीवित कोशिकाओं में कार्बोहाइड्रेट और उनके व्युत्पन्न प्लास्टिक और संरचनात्मक सामग्री, ऊर्जा के आपूर्तिकर्ता, सब्सट्रेट और विशिष्ट के लिए नियामक की भूमिका निभाते हैं। जैव रासायनिक प्रक्रियाएं. कार्बोहाइड्रेट ही नहीं करते पोषण संबंधी कार्यजीवित जीवों में, वे सहायक और संरचनात्मक कार्य भी करते हैं। कार्बोहाइड्रेट या उनके व्युत्पन्न सभी ऊतकों और अंगों में पाए जाते हैं। वे कोशिका झिल्ली और उपकोशिकीय संरचनाओं का हिस्सा हैं। वे कई महत्वपूर्ण पदार्थों के संश्लेषण में भाग लेते हैं।

प्रासंगिकता

वर्तमान में, यह विषय प्रासंगिक है क्योंकि कार्बोहाइड्रेट शरीर के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि वे इसके ऊतकों का हिस्सा हैं और महत्वपूर्ण कार्य करते हैं: - वे शरीर में सभी प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के मुख्य आपूर्तिकर्ता हैं (वे टूट सकते हैं और ऊर्जा भी प्रदान कर सकते हैं) ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में); - के लिए आवश्यक तर्कसंगत उपयोगप्रोटीन (कार्बोहाइड्रेट की कमी के साथ, प्रोटीन का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता है: वे ऊर्जा का स्रोत बन जाते हैं और कुछ महत्वपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं); - वसा चयापचय से निकटता से संबंधित (यदि आप बहुत अधिक कार्बोहाइड्रेट खाते हैं, तो इससे अधिक ग्लूकोज या ग्लाइकोजन (जो यकृत और मांसपेशियों में जमा होता है) में परिवर्तित हो सकता है, तो परिणाम वसा होता है। जब शरीर को अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है, तो वसा परिवर्तित हो जाती है ग्लूकोज पर वापस, और शरीर का वजन कम हो जाता है); - मस्तिष्क के लिए विशेष रूप से आवश्यक सामान्य ज़िंदगी(अगर मांसपेशियों का ऊतकशरीर में वसा के रूप में ऊर्जा संग्रहित कर सकता है, मस्तिष्क ऐसा नहीं कर सकता, यह पूरी तरह से शरीर में कार्बोहाइड्रेट के नियमित सेवन पर निर्भर है); - हैं अभिन्न अंगकुछ अमीनो एसिड के अणु एंजाइमों के निर्माण, न्यूक्लिक एसिड के निर्माण आदि में शामिल होते हैं।

कार्बोहाइड्रेट की अवधारणा और वर्गीकरण

कार्बोहाइड्रेट सामान्य सूत्र C वाले पदार्थ हैं एन (एच 2ओ) एम , जहां n और m हो सकते हैं विभिन्न अर्थ. "कार्बोहाइड्रेट" नाम इस तथ्य को दर्शाता है कि इन पदार्थों के अणुओं में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उसी अनुपात में मौजूद होते हैं जैसे पानी के अणु में। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलावा, कार्बोहाइड्रेट डेरिवेटिव में नाइट्रोजन जैसे अन्य तत्व भी हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट कोशिकाओं में कार्बनिक पदार्थों के मुख्य समूहों में से एक हैं। वे प्रकाश संश्लेषण के प्राथमिक उत्पाद और पौधों में अन्य कार्बनिक पदार्थों (कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल, अमीनो एसिड, आदि) के जैवसंश्लेषण के प्रारंभिक उत्पाद हैं, और अन्य सभी जीवों की कोशिकाओं में भी पाए जाते हैं। पशु कोशिका में, कार्बोहाइड्रेट सामग्री 1-2% के भीतर होती है, पौधों की कोशिकाओं में यह कुछ मामलों में शुष्क पदार्थ द्रव्यमान के 85-90% तक पहुंच सकती है।

कार्बोहाइड्रेट के तीन समूह हैं:

· मोनोसेकेराइड या साधारण शर्करा;

· ऑलिगोसेकेराइड्स - श्रृंखला में जुड़े सरल शर्करा के 2-10 अणुओं से युक्त यौगिक (उदाहरण के लिए, डिसैकराइड्स, ट्राइसेकेराइड्स, आदि)।

· पॉलीसेकेराइड में सरल शर्करा या उनके डेरिवेटिव (स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेलूलोज़, चिटिन) के 10 से अधिक अणु होते हैं।

मोनोसैकेराइड्स (सरल शर्करा)

कार्बन कंकाल की लंबाई (कार्बन परमाणुओं की संख्या) के आधार पर, मोनोसेकेराइड को ट्रायोसेस (सी) में विभाजित किया जाता है 3), टेट्रोज़ (सी 4), पेन्टोसेस (सी 5), हेक्सोज़ (सी 6), हेप्टोज (C7 ).

मोनोसैकेराइड अणु या तो एल्डिहाइड अल्कोहल (एल्डोज़) या कीटो अल्कोहल (कीटोज़) होते हैं। इन पदार्थों के रासायनिक गुण मुख्य रूप से एल्डिहाइड या कीटोन समूहों द्वारा निर्धारित होते हैं जो उनके अणु बनाते हैं।

मोनोसैकेराइड पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है।

पानी में घुलने पर, मोनोसैकेराइड, पेंटोज़ से शुरू होकर, एक अंगूठी का आकार प्राप्त कर लेते हैं।

पेन्टोज़ और हेक्सोज़ की चक्रीय संरचनाएँ सामान्य रूप हैं: किसी भी समय, अणुओं का केवल एक छोटा सा अंश "खुली श्रृंखला" रूप में मौजूद होता है। ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड में मोनोसैकेराइड के चक्रीय रूप भी शामिल हैं।

शर्करा के अलावा, जिसमें सभी कार्बन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े होते हैं, आंशिक रूप से कम शर्करा होती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण डीऑक्सीराइबोज़ है।

oligosaccharides

जब हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, तो ऑलिगोसेकेराइड सरल शर्करा के कई अणु बनाते हैं। ऑलिगोसेकेराइड में, सरल शर्करा के अणु तथाकथित ग्लाइकोसिडिक बंधों से जुड़े होते हैं, जो एक अणु के कार्बन परमाणु को ऑक्सीजन के माध्यम से दूसरे अणु के कार्बन परमाणु से जोड़ते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण ऑलिगोसेकेराइड में माल्टोज़ (माल्ट शुगर), लैक्टोज़ ( दूध चीनी) और सुक्रोज़ (गन्ना या चुकंदर चीनी)। इन शर्कराओं को डिसैकराइड भी कहा जाता है। उनके गुणों के अनुसार, डिसैकराइड मोनोसैकेराइड के ब्लॉक होते हैं। ये पानी में अच्छी तरह घुल जाते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है।

पॉलिसैक्राइड

ये उच्च आणविक भार (10,000,000 Da तक) बहुलक बायोमोलेक्यूल्स हैं जिनमें शामिल हैं बड़ी संख्या मेंमोनोमर्स - सरल शर्करा और उनके डेरिवेटिव।

पॉलीसेकेराइड में एक या एक के मोनोसेकेराइड शामिल हो सकते हैं अलग - अलग प्रकार. पहले मामले में उन्हें होमोपॉलीसेकेराइड (स्टार्च, सेल्युलोज, चिटिन, आदि) कहा जाता है, दूसरे में - हेटरोपॉलीसेकेराइड (हेपरिन)। सभी पॉलीसेकेराइड पानी में अघुलनशील होते हैं और इनका स्वाद मीठा नहीं होता है। उनमें से कुछ सूजन और बलगम पैदा करने में सक्षम हैं।

सबसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड निम्नलिखित हैं।

सेल्यूलोज- एक रैखिक पॉलीसेकेराइड जिसमें हाइड्रोजन बांड से जुड़ी कई सीधी समानांतर श्रृंखलाएं होती हैं। प्रत्येक श्रृंखला β-D-ग्लूकोज अवशेषों से बनती है। यह संरचना पानी के प्रवेश को रोकती है और बहुत तन्य है, जो पौधों की कोशिका झिल्ली की स्थिरता सुनिश्चित करती है, जिसमें 26-40% सेलूलोज़ होता है।

सेलूलोज़ कई जानवरों, बैक्टीरिया और कवक के लिए भोजन के रूप में कार्य करता है। हालाँकि, मनुष्य सहित अधिकांश जानवर सेल्युलोज को पचा नहीं पाते क्योंकि उनमें सेल्युलोज होता है जठरांत्र पथइसमें कोई एंजाइम सेल्यूलेज़ नहीं होता है, जो सेल्युलोज़ को ग्लूकोज में तोड़ देता है। साथ ही, सेलूलोज़ फाइबर पोषण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे भोजन को थोक और मोटे स्थिरता देते हैं और आंतों की गतिशीलता को उत्तेजित करते हैं।

स्टार्च और ग्लाइकोजन. ये पॉलीसेकेराइड पौधों (स्टार्च), जानवरों, मनुष्यों और कवक (ग्लाइकोजन) में ग्लूकोज भंडारण के मुख्य रूप हैं। जब वे हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, तो जीवों में ग्लूकोज बनता है, जो महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

काइटिनβ-ग्लूकोज अणुओं द्वारा निर्मित, जिसमें दूसरे कार्बन परमाणु पर अल्कोहल समूह को नाइट्रोजन युक्त समूह NHCOCH द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है 3. इसकी लंबी समानांतर श्रृंखलाएं, सेल्युलोज श्रृंखलाओं की तरह, बंडलों में एकत्रित होती हैं। चिटिन - मुख्य संरचनात्मक तत्वआर्थ्रोपोड्स के पूर्णांक और कवक की कोशिका दीवारें।

कार्बोहाइड्रेट की पारिस्थितिक और जैविक भूमिका का संक्षिप्त विवरण

कार्बोहाइड्रेट की विशेषताओं के संबंध में ऊपर चर्चा की गई सामग्री को सारांशित करते हुए, हम उनकी पारिस्थितिक और जैविक भूमिका के बारे में निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकते हैं।

1. वे कोशिकाओं और पूरे शरीर दोनों में एक निर्माण कार्य करते हैं, इस तथ्य के कारण कि वे उन संरचनाओं का हिस्सा हैं जो कोशिकाओं और ऊतकों का निर्माण करते हैं (यह विशेष रूप से पौधों और कवक के लिए विशिष्ट है), उदाहरण के लिए, कोशिका झिल्ली , विभिन्न झिल्ली, आदि आदि, इसके अलावा, कार्बोहाइड्रेट जैविक रूप से आवश्यक पदार्थों के निर्माण में भाग लेते हैं जो कई संरचनाएं बनाते हैं, उदाहरण के लिए, न्यूक्लिक एसिड के निर्माण में जो गुणसूत्रों का आधार बनाते हैं; कार्बोहाइड्रेट जटिल प्रोटीन - ग्लाइकोप्रोटीन का हिस्सा हैं, जिनका सेलुलर संरचनाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थ के निर्माण में एक निश्चित महत्व है।

2. कार्बोहाइड्रेट का सबसे महत्वपूर्ण कार्य ट्रॉफिक फ़ंक्शन है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि उनमें से कई हेटरोट्रॉफ़िक जीवों (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज़, स्टार्च, सुक्रोज़, माल्टोज़, लैक्टोज़, आदि) के खाद्य उत्पाद हैं। ये पदार्थ अन्य यौगिकों के साथ मिलकर बनते हैं खाद्य उत्पाद, मनुष्यों द्वारा उपयोग किया जाता है (विभिन्न अनाज; व्यक्तिगत पौधों के फल और बीज, जिनमें उनकी संरचना में कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं, पक्षियों के लिए भोजन हैं, और मोनोसेकेराइड, विभिन्न परिवर्तनों के चक्र में प्रवेश करते हुए, अपने स्वयं के कार्बोहाइड्रेट के निर्माण में योगदान करते हैं, की विशेषता) किसी दिए गए जीव का, साथ ही अन्य ऑर्गेनो-जैव रासायनिक यौगिक (वसा, अमीनो एसिड (लेकिन उनके प्रोटीन नहीं), न्यूक्लिक एसिड, आदि)।

3. कार्बोहाइड्रेट को एक ऊर्जा कार्य द्वारा भी चित्रित किया जाता है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि मोनोसेकेराइड (विशेष रूप से ग्लूकोज) जीवों में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं (ऑक्सीकरण का अंतिम उत्पाद CO है) 2और n 2ओ), इस मामले में एटीपी के संश्लेषण के साथ, बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी होती है।

4. उनका एक सुरक्षात्मक कार्य भी है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि संरचनाएं (और कोशिका में कुछ अंग) कार्बोहाइड्रेट से उत्पन्न होती हैं जो कोशिका या पूरे जीव की रक्षा करती हैं। विभिन्न क्षति, यांत्रिक सहित (उदाहरण के लिए, कीड़ों के चिटिनस आवरण, एक्सोस्केलेटन का निर्माण, पौधों की कोशिका दीवारें और सेलूलोज़ सहित कई कवक, आदि)।

5. कार्बोहाइड्रेट के यांत्रिक और आकार-निर्माण कार्यों द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो शरीर को एक निश्चित आकार देने और उन्हें यांत्रिक रूप से मजबूत बनाने के लिए कार्बोहाइड्रेट द्वारा या अन्य यौगिकों के साथ संयोजन में गठित संरचनाओं की क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं; इस प्रकार, यांत्रिक ऊतक और जाइलम वाहिकाओं की कोशिका झिल्ली वुडी, झाड़ीदार और शाकाहारी पौधों के फ्रेम (आंतरिक कंकाल) का निर्माण करती है, काइटिन कीड़ों के बाहरी कंकाल का निर्माण करती है, आदि।

एक विषमपोषी जीव में कार्बोहाइड्रेट चयापचय की संक्षिप्त विशेषताएं (मानव शरीर के उदाहरण का उपयोग करके)

चयापचय प्रक्रियाओं को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका उन परिवर्तनों के ज्ञान द्वारा निभाई जाती है जिनसे कार्बोहाइड्रेट विषमपोषी जीवों में गुजरते हैं। मानव शरीर में, इस प्रक्रिया को निम्नलिखित योजनाबद्ध विवरण द्वारा दर्शाया गया है।

भोजन में कार्बोहाइड्रेट मौखिक गुहा के माध्यम से शरीर में प्रवेश करते हैं। मोनोसैकेराइड्स में पाचन तंत्रव्यावहारिक रूप से परिवर्तन नहीं होते हैं, डिसैकेराइड मोनोसेकेराइड में हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं, और पॉलीसेकेराइड काफी महत्वपूर्ण परिवर्तनों से गुजरते हैं (यह उन पॉलीसेकेराइड पर लागू होता है जो शरीर द्वारा भोजन के रूप में उपयोग किए जाते हैं, और कार्बोहाइड्रेट जो नहीं होते हैं) पोषक तत्व, उदाहरण के लिए, सेलूलोज़, कुछ पेक्टिन, मल के साथ शरीर से निकाल दिए जाते हैं)।

में मुंहभोजन को कुचला जाता है और समरूप बनाया जाता है (प्रवेश करने से पहले की तुलना में अधिक एक समान हो जाता है)। भोजन लार ग्रंथियों द्वारा स्रावित लार से प्रभावित होता है। इसमें एंजाइम पीटीलिन होता है क्षारीय प्रतिक्रियापर्यावरण, जिसके कारण पॉलीसेकेराइड का प्राथमिक हाइड्रोलिसिस शुरू होता है, जिससे ऑलिगोसेकेराइड (छोटे एन मान वाले कार्बोहाइड्रेट) का निर्माण होता है।

कुछ स्टार्च को डिसैकराइड में भी परिवर्तित किया जा सकता है, जिसे लंबे समय तक रोटी चबाने पर देखा जा सकता है (खट्टी काली रोटी मीठी हो जाती है)।

चबाया हुआ भोजन, प्रचुर मात्रा में लार के साथ संसाधित किया जाता है और दांतों से कुचला जाता है, खाद्य बोलस के रूप में अन्नप्रणाली के माध्यम से पेट में प्रवेश करता है, जहां यह अम्लीय गैस्ट्रिक रस के संपर्क में आता है जिसमें एंजाइम होते हैं जो प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड पर कार्य करते हैं। पेट में कार्बोहाइड्रेट का लगभग कुछ भी नहीं होता है।

फिर भोजन का घोल शुरू होकर आंत के पहले भाग (छोटी आंत) में प्रवेश करता है ग्रहणी. यह अग्नाशयी रस (अग्न्याशय स्राव) प्राप्त करता है, जिसमें एंजाइमों का एक जटिल होता है जो कार्बोहाइड्रेट के पाचन को बढ़ावा देता है। कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड में परिवर्तित हो जाते हैं, जो पानी में घुलनशील और अवशोषित होते हैं। आहारीय कार्बोहाइड्रेट अंततः पच जाते हैं छोटी आंत, और उस हिस्से में जहां विली निहित हैं, वे रक्त में अवशोषित हो जाते हैं और संचार प्रणाली में प्रवेश करते हैं।

रक्त प्रवाह के साथ, मोनोसेकेराइड शरीर के विभिन्न ऊतकों और कोशिकाओं तक ले जाया जाता है, लेकिन सबसे पहले सारा रक्त यकृत से होकर गुजरता है (जहां इसे साफ किया जाता है) हानिकारक उत्पादअदला-बदली)। रक्त में, मोनोसेकेराइड मुख्य रूप से अल्फा-ग्लूकोज के रूप में मौजूद होते हैं (लेकिन फ्रुक्टोज जैसे अन्य हेक्सोज आइसोमर्स भी संभव हैं)।

यदि रक्त ग्लूकोज सामान्य से कम है, तो यकृत में मौजूद ग्लाइकोजन का हिस्सा ग्लूकोज में हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है। अत्यधिक सामग्रीकार्बोहाइड्रेट एक गंभीर मानव रोग - मधुमेह की विशेषता है।

रक्त से, मोनोसेकेराइड कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं, जहां उनमें से अधिकांश ऑक्सीकरण (माइटोकॉन्ड्रिया में) पर खर्च होते हैं, जिसमें एटीपी संश्लेषित होता है, जिसमें शरीर के लिए "सुविधाजनक" रूप में ऊर्जा होती है। एटीपी पर खर्च किया जाता है विभिन्न प्रक्रियाएँजिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है (शरीर के लिए आवश्यक पदार्थों का संश्लेषण, शारीरिक और अन्य प्रक्रियाओं का कार्यान्वयन)।

भोजन में कार्बोहाइड्रेट का एक हिस्सा किसी दिए गए जीव के कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है, जो कोशिका संरचनाओं के निर्माण के लिए आवश्यक होता है, या यौगिकों के अन्य वर्गों के पदार्थों के निर्माण के लिए आवश्यक यौगिकों (इसलिए वसा, न्यूक्लिक एसिड, आदि) का उपयोग किया जा सकता है। कार्बोहाइड्रेट से प्राप्त)। कार्बोहाइड्रेट की वसा में बदलने की क्षमता मोटापे के कारणों में से एक है, एक ऐसी बीमारी जो अन्य बीमारियों की जटिलता को जन्म देती है।

नतीजतन, अधिक मात्रा में कार्बोहाइड्रेट का सेवन मानव शरीर के लिए हानिकारक है, जिसे संतुलित आहार का आयोजन करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए।

पौधों के जीवों में जो स्वपोषी हैं, कार्बोहाइड्रेट चयापचय कुछ अलग होता है। कार्बोहाइड्रेट (मोनोसेकेराइड) का संश्लेषण शरीर द्वारा ही किया जाता है कार्बन डाईऑक्साइडऔर सौर ऊर्जा का उपयोग कर पानी। Di-, oligo- और पॉलीसेकेराइड को मोनोसैकेराइड से संश्लेषित किया जाता है। कुछ मोनोसेकेराइड न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण में शामिल होते हैं। मोनोसेकेराइड (ग्लूकोज) की एक निश्चित मात्रा का उपयोग पौधों के जीवों द्वारा ऑक्सीकरण के लिए श्वसन की प्रक्रियाओं में किया जाता है, जिसके दौरान (हेटरोट्रॉफ़िक जीवों की तरह) एटीपी का संश्लेषण होता है।

कार्बोहाइड्रेट कोशिकाओं के संरचनात्मक और कार्यात्मक घटकों के रूप में ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन

ग्लाइकोप्रोटीन प्रोटीन होते हैं जिनमें ऑलिगोसेकेराइड (ग्लाइकेन) श्रृंखलाएं होती हैं जो सहसंयोजक रूप से एक पॉलीपेप्टाइड रीढ़ से जुड़ी होती हैं। ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स दोहराए जाने वाले डिसैकराइड घटकों से निर्मित पॉलीसेकेराइड हैं जिनमें आमतौर पर अमीनो शर्करा (ग्लूकोसामाइन या गैलेक्टोसामाइन सल्फोनेटेड या गैर-सल्फोनेटेड रूप में) और यूरोनिक एसिड (ग्लुकुरोनिक या इडुरोनिक) होते हैं। पहले, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स को म्यूकोपॉलीसेकेराइड कहा जाता था। वे आमतौर पर प्रोटीन से सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं; एक प्रोटीन के साथ एक या अधिक ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स के कॉम्प्लेक्स को प्रोटीयोग्लाइकेन कहा जाता है। ग्लाइकोकोन्जुगेट्स और जटिल कार्बोहाइड्रेट उन अणुओं के लिए समतुल्य शब्द हैं जिनमें कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाएं (एक या अधिक) सहसंयोजक रूप से प्रोटीन या लिपिड से जुड़ी होती हैं। यौगिकों के इस वर्ग में ग्लाइकोप्रोटीन, प्रोटीयोग्लाइकेन्स और ग्लाइकोलिपिड्स शामिल हैं।

बायोमेडिकल महत्व

एल्ब्यूमिन को छोड़कर लगभग सभी मानव प्लाज्मा प्रोटीन ग्लाइकोप्रोटीन हैं। कई कोशिका झिल्ली प्रोटीन होते हैं महत्वपूर्ण मात्राकार्बोहाइड्रेट. कुछ मामलों में रक्त समूह के पदार्थ ग्लाइकोप्रोटीन बन जाते हैं, कभी-कभी ग्लाइकोस्फिंगोलिपिड यह भूमिका निभाते हैं। कुछ हार्मोन (उदा. ह्यूमन कोरिओनिक गोनाडोट्रोपिन) ग्लाइकोप्रोटीन प्रकृति के होते हैं। हाल ही में, कैंसर को असामान्य जीन विनियमन के परिणाम के रूप में देखा जाने लगा है। मुखय परेशानी ऑन्कोलॉजिकल रोग, मेटास्टेसिस, एक ऐसी घटना है जिसमें कैंसर कोशिकाएं अपना मूल स्थान (उदाहरण के लिए, स्तन) छोड़ देती हैं, रक्तप्रवाह के माध्यम से शरीर के दूर के हिस्सों (उदाहरण के लिए, मस्तिष्क) में पहुंच जाती हैं और अनिश्चित काल तक बढ़ती रहती हैं विनाशकारी परिणामरोगी के लिए. कई ऑन्कोलॉजिस्ट मानते हैं कि मेटास्टेसिस, कम से कम आंशिक रूप से, सतह पर ग्लाइकोकोन्जुगेट्स की संरचना में परिवर्तन के कारण होता है कैंसर की कोशिकाएं. कई बीमारियाँ (म्यूकोपॉलीसेकेराइडोसिस) विभिन्न लाइसोसोमल एंजाइमों की अपर्याप्त गतिविधि पर आधारित होती हैं जो व्यक्तिगत ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स को नष्ट कर देती हैं; परिणामस्वरूप, उनमें से एक या अधिक ऊतकों में जमा हो जाते हैं, जिससे विभिन्न रोग संबंधी लक्षण और लक्षण उत्पन्न होते हैं। ऐसी स्थितियों का एक उदाहरण हर्लर सिंड्रोम है।

वितरण एवं कार्य

ग्लाइकोप्रोटीन बैक्टीरिया से लेकर मनुष्यों तक अधिकांश जीवों में पाए जाते हैं। कई जानवरों के वायरस में भी ग्लाइकोप्रोटीन होते हैं, और इनमें से कुछ वायरस का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, आंशिक रूप से क्योंकि वे अनुसंधान के लिए सुविधाजनक हैं।

ग्लाइकोप्रोटीन विविध कार्यों वाले प्रोटीन का एक बड़ा समूह है, उनकी कार्बोहाइड्रेट सामग्री 1 से 85% या अधिक (द्रव्यमान इकाइयों में) तक भिन्न होती है। इस मुद्दे के गहन अध्ययन के बावजूद, ग्लाइकोप्रोटीन के कार्य में ऑलिगोसेकेराइड श्रृंखलाओं की भूमिका अभी तक सटीक रूप से निर्धारित नहीं की गई है।

ग्लाइकोलिपिड्स कार्बोहाइड्रेट के साथ लिपिड के संयोजन से बनने वाले जटिल लिपिड हैं। ग्लाइकोलिपिड अणुओं में ध्रुवीय "सिर" (कार्बोहाइड्रेट) और गैर-ध्रुवीय "पूंछ" (अवशेष) होते हैं वसायुक्त अम्ल). इसके लिए धन्यवाद, ग्लाइकोलिपिड्स (फॉस्फोलिपिड्स के साथ) कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं।

ग्लाइकोलिपिड्स ऊतकों में व्यापक रूप से मौजूद होते हैं, विशेष रूप से तंत्रिका ऊतकों में, विशेष रूप से मस्तिष्क के ऊतकों में। वे मुख्य रूप से स्थित हैं बाहरी सतहप्लाज्मा झिल्ली, जहां उनके कार्बोहाइड्रेट घटक अन्य कोशिका सतह कार्बोहाइड्रेट के बीच शामिल होते हैं।

ग्लाइकोस्फिंगोलिपिड्स, जो प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी परत के घटक हैं, अंतरकोशिकीय अंतःक्रियाओं और संपर्कों में भाग ले सकते हैं। उनमें से कुछ एंटीजन हैं, उदाहरण के लिए फोर्समैन एंटीजन और पदार्थ जो एबीओ प्रणाली के रक्त समूहों का निर्धारण करते हैं। इसी तरह की ऑलिगोसेकेराइड श्रृंखलाएं अन्य प्लाज्मा झिल्ली ग्लाइकोप्रोटीन में भी पाई गई हैं। कई गैंग्लियोसाइड्स जीवाणु विषाक्त पदार्थों के लिए रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं (उदाहरण के लिए, हैजा विष, जो एडिनाइलेट साइक्लेज़ की सक्रियता को ट्रिगर करता है)।

फॉस्फोलिपिड्स के विपरीत, ग्लाइकोलिपिड्स में अवशेष नहीं होते हैं फॉस्फोरिक एसिड. उनके अणुओं में, गैलेक्टोज या सल्फोग्लुकोज अवशेष ग्लाइकोसिडिक बंधन द्वारा डायसीलग्लिसरॉल से जुड़े होते हैं।

मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड चयापचय के वंशानुगत विकार

गैलेक्टोसिमिया एक वंशानुगत चयापचय रोगविज्ञान है जो गैलेक्टोज के चयापचय में शामिल एंजाइमों की अपर्याप्त गतिविधि के कारण होता है। गैलेक्टोज़ का उपयोग करने में शरीर की असमर्थता से पाचन, दृश्य और गंभीर क्षति होती है तंत्रिका तंत्रबच्चों में प्रारंभिक अवस्था. बाल चिकित्सा और आनुवंशिकी में, गैलेक्टोसिमिया एक दुर्लभ आनुवंशिक बीमारी है जो प्रति 10,000 से 50,000 नवजात शिशुओं में एक मामले की आवृत्ति के साथ होती है। गैलेक्टोसिमिया की नैदानिक ​​तस्वीर का वर्णन पहली बार 1908 में एक पीड़ित बच्चे में किया गया था गंभीर थकावट, हेपेटो- और स्प्लेनोमेगाली, गैलेक्टोसुरिया; बंद करने के तुरंत बाद रोग गायब हो गया डेयरी पोषण. बाद में, 1956 में, वैज्ञानिक हरमन केलकर ने निर्धारित किया कि रोग का आधार गैलेक्टोज़ के चयापचय का उल्लंघन है। गैलेक्टोसिमिया रोग का कारण है जन्मजात विकृति विज्ञानयह एक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला है, अर्थात यह रोग तभी प्रकट होता है जब बच्चे को प्रत्येक माता-पिता से दोषपूर्ण जीन की दो प्रतियां विरासत में मिलती हैं। उत्परिवर्ती जीन के लिए विषमयुग्मजी व्यक्ति रोग के वाहक होते हैं, लेकिन वे विकसित भी हो सकते हैं व्यक्तिगत संकेतगैलेक्टोसिमिया में हल्की डिग्री. गैलेक्टोज का ग्लूकोज में रूपांतरण (लेलोइर चयापचय मार्ग) 3 एंजाइमों की भागीदारी से होता है: गैलेक्टोज-1-फॉस्फेट यूरिडाइलट्रांसफेरेज़ (जीएएलटी), गैलेक्टोकिनेज (जीएएलके) और यूरिडीन डिफॉस्फेट-गैलेक्टोज-4-एपिमेरेज़ (जीएएलई)। इन एंजाइमों की कमी के अनुसार 1 ( क्लासिक संस्करण), गैलेक्टोसिमिया के प्रकार 2 और 3। तीन प्रकार के गैलेक्टोसिमिया की पहचान लेलोइर चयापचय पथ की प्रक्रिया में एंजाइमों की कार्रवाई के क्रम से मेल नहीं खाती है। गैलेक्टोज भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करता है, और लैक्टोज डिसैकराइड के हाइड्रोलिसिस के दौरान आंत में भी बनता है। गैलेक्टोज चयापचय का मार्ग एंजाइम GALK द्वारा गैलेक्टोज-1-फॉस्फेट में इसके रूपांतरण से शुरू होता है। फिर, जीएएलटी एंजाइम की भागीदारी के साथ, गैलेक्टोज-1-फॉस्फेट को यूडीपी-गैलेक्टोज (यूरिडाइलडिफॉस्फोगैलेक्टोज) में बदल दिया जाता है। उसके बाद, GALE की मदद से, मेटाबोलाइट को UDP - ग्लूकोज (यूरिडाइल डिफॉस्फोग्लुकोज) में बदल दिया जाता है। इन एंजाइमों (GALK, GALT या GALE) में से किसी एक की कमी के मामले में, रक्त में गैलेक्टोज की सांद्रता काफी बढ़ जाती है, मध्यवर्ती गैलेक्टोज के मेटाबोलाइट्स शरीर में जमा हो जाते हैं, जो विषाक्त क्षति का कारण बनते हैं विभिन्न अंग: केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, यकृत, गुर्दे, प्लीहा, आंत, आंखें, आदि। गैलेक्टोज चयापचय का उल्लंघन गैलेक्टोसिमिया का सार है। बहुधा में क्लिनिक के जरिए डॉक्टर की प्रैक्टिसक्लासिक (प्रकार 1) गैलेक्टोसिमिया होता है, जो जीएएलटी एंजाइम में दोष और इसकी गतिविधि के उल्लंघन के कारण होता है। गैलेक्टोज-1-फॉस्फेट यूरिडाइल ट्रांसफरेज़ के संश्लेषण को एन्कोड करने वाला जीन दूसरे गुणसूत्र के सर्कमसेंट्रोमेरिक क्षेत्र में स्थित है। गंभीरता से नैदानिक ​​पाठ्यक्रमभारी, मध्यम और के बीच अंतर करें हल्की डिग्रीगैलेक्टोसिमिया. गंभीर गैलेक्टोसिमिया के पहले नैदानिक ​​लक्षण बच्चे के जीवन के पहले दिनों में ही विकसित हो जाते हैं। नवजात को दूध पिलाने के तुरंत बाद स्तन का दूधया दूध का फार्मूला उल्टी और मल खराब (पानी वाले दस्त) का कारण बनता है, और नशा बढ़ जाता है। बच्चा सुस्त हो जाता है और स्तन या बोतल से इंकार कर देता है; उसका कुपोषण और कैचेक्सिया तेजी से बढ़ रहा है। बच्चा पेट फूलना, आंतों का दर्द और गैसों के अत्यधिक स्राव से परेशान हो सकता है। एक नवजातविज्ञानी द्वारा गैलेक्टोसिमिया से पीड़ित बच्चे की जांच के दौरान, नवजात अवधि के दौरान सजगता के विलुप्त होने का पता चलता है। गैलेक्टोसिमिया के साथ, लगातार पीलिया जल्दी प्रकट होता है बदलती डिग्रीगंभीरता और हेपेटोमेगाली, यकृत की विफलता बढ़ती है। जीवन के 2-3 महीनों तक, स्प्लेनोमेगाली, यकृत सिरोसिस और जलोदर हो जाते हैं। रक्त के थक्के जमने की प्रक्रिया में गड़बड़ी के कारण त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली पर रक्तस्राव दिखाई देने लगता है। बच्चे साइकोमोटर विकास में जल्दी पिछड़ने लगते हैं, लेकिन गैलेक्टोसिमिया के साथ बौद्धिक हानि की डिग्री फेनिलकेटोनुरिया के समान गंभीरता तक नहीं पहुंचती है। 1-2 महीने तक, गैलेक्टोसिमिया से पीड़ित बच्चों में द्विपक्षीय मोतियाबिंद विकसित हो जाता है। गैलेक्टोसिमिया में गुर्दे की क्षति के साथ ग्लूकोसुरिया, प्रोटीनूरिया और हाइपरएमिनोएसिड्यूरिया भी होता है। गैलेक्टोसिमिया के अंतिम चरण में, गंभीर थकावट से बच्चे की मृत्यु हो जाती है यकृत का काम करना बंद कर देनाऔर द्वितीयक संक्रमण की परतें। मध्यम गंभीरता के गैलेक्टोसिमिया के साथ, उल्टी, पीलिया, एनीमिया, साइकोमोटर विकास में मंदता, हेपेटोमेगाली, मोतियाबिंद और कुपोषण भी देखा जाता है। हल्के गैलेक्टोसिमिया की विशेषता स्तनपान से इंकार करना, दूध पीने के बाद उल्टी होना, भाषण विकास में देरी और बच्चे के वजन और ऊंचाई में मंदता है। हालाँकि, यहाँ तक कि हल्का प्रवाहगैलेक्टोसिमिया, गैलेक्टोज चयापचय उत्पादों का लीवर पर विषाक्त प्रभाव पड़ता है, जिससे इसकी पुरानी बीमारियाँ होती हैं।

फ्रुक्टोसिमिया

फ्रुक्टोसेमिया वंशानुगत है आनुवंशिक रोग, फ्रुक्टोज असहिष्णुता से युक्त ( फल चीनी, सभी फलों, जामुनों और कुछ सब्जियों, साथ ही शहद में पाया जाता है)। मानव शरीर में फ्रुक्टोसेमिया के साथ कुछ या व्यावहारिक रूप से कोई एंजाइम नहीं होते हैं (एंजाइम, प्रोटीन प्रकृति के कार्बनिक पदार्थ जो तेजी लाते हैं रासायनिक प्रतिक्रिएं, शरीर में होने वाला), फ्रुक्टोज के टूटने और अवशोषण में भाग लेता है। इस बीमारी का पता आमतौर पर बच्चे के जीवन के पहले हफ्तों और महीनों में या उस क्षण से लगाया जाता है जब बच्चे को फ्रुक्टोज युक्त जूस और खाद्य पदार्थ मिलना शुरू होता है: मीठी चाय, फलों के रस, सब्जी और फल प्यूरी। फ्रुक्टोसेमिया वंशानुक्रम के ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके के अनुसार फैलता है (यह बीमारी तब होती है जब माता-पिता दोनों को यह बीमारी हो)। लड़के और लड़कियाँ समान रूप से अक्सर बीमार पड़ते हैं।

रोग के कारण

लीवर में फ्रुक्टोज को परिवर्तित करने वाले विशेष एंजाइम (फ्रुक्टोज-1-फॉस्फेट एल्डोलेज़) की पर्याप्त मात्रा नहीं होती है। परिणामस्वरूप, चयापचय उत्पाद (फ्रुक्टोज-1-फॉस्फेट) शरीर (यकृत, गुर्दे, आंतों के श्लेष्म झिल्ली) में जमा हो जाते हैं और हानिकारक प्रभाव डालते हैं। यह स्थापित किया गया है कि फ्रुक्टोज-1-फॉस्फेट मस्तिष्क कोशिकाओं और आंख के लेंस में कभी जमा नहीं होता है। रोग के लक्षण किसी भी रूप में फल, सब्जियां या जामुन (जूस, अमृत, प्यूरी, ताजा, जमे हुए या सूखे), साथ ही शहद खाने के बाद दिखाई देते हैं। अभिव्यक्ति की गंभीरता उपभोग किए गए भोजन की मात्रा पर निर्भर करती है।

सुस्ती, पीलापन त्वचा. पसीना बढ़ना। तंद्रा. उल्टी। दस्त (बार-बार बड़ा (बड़े हिस्से में) पेचिश होना). मीठे खाद्य पदार्थों से अरुचि। हाइपोट्रॉफी (शरीर के वजन में कमी (अपर्याप्तता)) धीरे-धीरे विकसित होती है। लीवर का आकार बढ़ना। जलोदर (द्रव का संचय) पेट की गुहा). पीलिया (त्वचा का पीला पड़ना) - कभी-कभी विकसित होता है। तीव्र हाइपोग्लाइसीमिया (ऐसी स्थिति जिसमें रक्त में ग्लूकोज (चीनी) का स्तर काफी कम हो जाता है) फ्रुक्टोज युक्त खाद्य पदार्थों की एक साथ बड़ी मात्रा में सेवन से विकसित हो सकता है। विशेषताएँ: अंगों का कांपना; आक्षेप (पैरॉक्सिस्मल अनैच्छिक मांसपेशी संकुचन और चरमउनके वोल्टेज); कोमा तक चेतना की हानि (किसी भी उत्तेजना के प्रति चेतना और प्रतिक्रिया की कमी; यह स्थिति मानव जीवन के लिए खतरा पैदा करती है)।

निष्कर्ष

मानव पोषण में कार्बोहाइड्रेट का महत्व बहुत अधिक है। वे सेवा करते हैं सबसे महत्वपूर्ण स्रोतऊर्जा, कुल कैलोरी सेवन का 50-70% तक प्रदान करती है।

कार्बोहाइड्रेट की ऊर्जा का अत्यधिक कुशल स्रोत होने की क्षमता उनकी "प्रोटीन-बख्शते" क्रिया का आधार है। यद्यपि कार्बोहाइड्रेट आवश्यक पोषण कारक नहीं हैं और शरीर में अमीनो एसिड और ग्लिसरॉल से बन सकते हैं, कार्बोहाइड्रेट की न्यूनतम मात्रा दैनिक राशन 50-60 ग्राम से कम नहीं होना चाहिए।

कई बीमारियाँ बिगड़ा हुआ कार्बोहाइड्रेट चयापचय से निकटता से जुड़ी हुई हैं: मधुमेह मेलेटस, गैलेक्टोसिमिया, ग्लाइकोजन डिपो प्रणाली में गड़बड़ी, दूध के प्रति असहिष्णुता, आदि। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मानव और पशु शरीर में प्रोटीन और लिपिड की तुलना में कार्बोहाइड्रेट कम मात्रा में (शुष्क शरीर के वजन का 2% से अधिक नहीं) मौजूद होते हैं; पौधों के जीवों में, सेलूलोज़ के कारण, शुष्क द्रव्यमान का 80% तक कार्बोहाइड्रेट होता है, इसलिए, सामान्य तौर पर, जीवमंडल में अन्य सभी कार्बनिक यौगिकों की तुलना में अधिक कार्बोहाइड्रेट होते हैं। इस प्रकार: कार्बोहाइड्रेट जीवन में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं ग्रह पर जीवित जीव, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि लगभग जब पहला कार्बोहाइड्रेट यौगिक प्रकट हुआ, तो पहली जीवित कोशिका प्रकट हुई।

साहित्य

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हालाँकि, इससे कार्बोहाइड्रेट की भूमिका समाप्त नहीं होती है। वे कुछ अमीनो एसिड के अणुओं का एक अभिन्न अंग हैं, एंजाइमों के निर्माण में भाग लेते हैं, न्यूक्लिक एसिड का निर्माण करते हैं, वसा, इम्युनोग्लोबुलिन के निर्माण के अग्रदूत होते हैं, जो प्रतिरक्षा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और ग्लाइकोप्रोटीन - कॉम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन, जो सबसे महत्वपूर्ण घटक हैं कोशिका की झिल्लियाँ. हयालूरोनिक एसिड और अन्य म्यूकोपॉलीसेकेराइड शरीर बनाने वाली सभी कोशिकाओं के बीच एक सुरक्षात्मक परत बनाते हैं।

कार्बोहाइड्रेट में रुचि उनकी संरचना की अत्यधिक जटिलता के कारण बाधित थी। न्यूक्लिक एसिड (न्यूक्लियोटाइड्स) और प्रोटीन (एमिनो एसिड) के मोनोमर्स के विपरीत, जो केवल एक विशिष्ट तरीके से एक साथ बंध सकते हैं, ऑलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में मोनोसेकेराइड इकाइयां कई अलग-अलग स्थितियों में कई तरीकों से एक साथ जुड़ सकती हैं।

20वीं सदी के उत्तरार्ध से. उनके महत्वपूर्ण जैविक महत्व के कारण, कार्बोहाइड्रेट के रसायन विज्ञान और जैव रसायन का तेजी से विकास हो रहा है।

प्रोटीन और लिपिड के साथ कार्बोहाइड्रेट सबसे महत्वपूर्ण हैं रासायनिक यौगिकजो जीवित जीवों का हिस्सा हैं। मनुष्यों और जानवरों में, कार्बोहाइड्रेट महत्वपूर्ण कार्य करते हैं: ऊर्जा (सेलुलर ईंधन का मुख्य प्रकार), संरचनात्मक ( आवश्यक घटकअधिकांश इंट्रासेल्युलर संरचनाएं) और सुरक्षात्मक (प्रतिरक्षा बनाए रखने में इम्युनोग्लोबुलिन के कार्बोहाइड्रेट घटकों की भागीदारी)।

कार्बोहाइड्रेट (राइबोज, डीऑक्सीराइबोज) का उपयोग न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण के लिए किया जाता है; वे न्यूक्लियोटाइड कोएंजाइम के अभिन्न घटक हैं, जो जीवित प्राणियों के चयापचय में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हाल ही में, कार्बोहाइड्रेट युक्त मिश्रित बायोपॉलिमर ने अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है: ग्लाइकोपेप्टाइड्स और ग्लाइकोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड्स और लिपोपॉलीसेकेराइड, ग्लाइकोलिपोप्रोटीन, आदि। ये पदार्थ शरीर में जटिल और महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।

तो, मैं प्रकाश डालूँगा बी कार्बोहाइड्रेट का जैविक महत्व:

· कार्बोहाइड्रेट एक प्लास्टिक कार्य करते हैं, अर्थात वे हड्डियों, कोशिकाओं और एंजाइमों के निर्माण में भाग लेते हैं। इनका वजन 2-3% होता है।

कार्बोहाइड्रेट मुख्य ऊर्जा सामग्री हैं। जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 4.1 किलो कैलोरी ऊर्जा और 0.4 ग्राम पानी निकलता है।

· रक्त में 100-110 मिलीग्राम ग्लूकोज होता है. ग्लूकोज सांद्रता पर निर्भर करता है परासरणी दवाबखून।

· पेंटोज़ (राइबोज़ और डीऑक्सीराइबोज़) एटीपी के निर्माण में शामिल होते हैं।

कार्बोहाइड्रेट प्रदर्शन करते हैं सुरक्षात्मक भूमिकापौधों में.

2. कार्बोहाइड्रेट के प्रकार

कार्बोहाइड्रेट के दो मुख्य समूह हैं: सरल और जटिल। सरल कार्बोहाइड्रेट में ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, सुक्रोज, लैक्टोज और माल्टोज शामिल हैं। जटिल पदार्थों में स्टार्च, ग्लाइकोजन, फाइबर और पेक्टिन शामिल हैं।

कार्बोहाइड्रेट को मोनोसेकेराइड (सरल), ऑलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड (जटिल) में विभाजित किया गया है।

1. मोनोसैकराइड्स

· ग्लूकोज

फ्रुक्टोज

गैलेक्टोज

· मन्नोज़

2. ओलिगोसैकेराइड्स

· डिसैकेराइड्स

सुक्रोज (नियमित चीनी, गन्ना या चुकंदर चीनी)

माल्टोज़

आइसोमाल्टोज़

लैक्टोज

लैक्टुलोज

3.पॉलीसेकेराइड

· डेक्सट्रान

· ग्लाइकोजन

· स्टार्च

· सेलूलोज़

galactomannans

मोनोसैक्राइड(सरल कार्बोहाइड्रेट) कार्बोहाइड्रेट के सबसे सरल प्रतिनिधि हैं और हाइड्रोलिसिस पर सरल यौगिकों में विभाजित नहीं होते हैं। सरल कार्बोहाइड्रेट पानी में आसानी से घुल जाते हैं और जल्दी अवशोषित हो जाते हैं। इनका स्वाद मीठा होता है और इन्हें शर्करा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

अणुओं में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, मोनोसेकेराइड को ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेंटोज़ और हेक्सोज़ में विभाजित किया जाता है। मनुष्यों के लिए सबसे महत्वपूर्ण हेक्सोज (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, आदि) और पेंटोस (राइबोज, डीऑक्सीराइबोज, आदि) हैं।

जब दो मोनोसैकेराइड अणु आपस में जुड़ते हैं तो डिसैकराइड बनते हैं।

सभी मोनोसेकेराइड में सबसे महत्वपूर्ण ग्लूकोज है, क्योंकि यह अधिकांश खाद्य पदार्थों और पॉलीसेकेराइड के निर्माण के लिए संरचनात्मक इकाई (बिल्डिंग ब्लॉक) है। कोशिकाओं में ग्लूकोज का परिवहन कई ऊतकों में अग्नाशयी हार्मोन इंसुलिन द्वारा नियंत्रित होता है।

मनुष्यों में, अतिरिक्त ग्लूकोज मुख्य रूप से ग्लाइकोजन में परिवर्तित हो जाता है, जो जानवरों के ऊतकों में एकमात्र आरक्षित कार्बोहाइड्रेट है। मानव शरीर में, कुल ग्लाइकोजन सामग्री लगभग 500 ग्राम है - यह आहार में गंभीर कमी के मामलों में उपयोग किए जाने वाले कार्बोहाइड्रेट की दैनिक आपूर्ति है। लीवर में लंबे समय तक ग्लाइकोजन की कमी से हेपेटोसाइट डिसफंक्शन और फैटी घुसपैठ होती है।

oligosaccharides- अधिक जटिल यौगिक, कई (2 से 10 तक) मोनोसेकेराइड अवशेषों से निर्मित। इन्हें डिसैकराइड, ट्राइसैकेराइड आदि में विभाजित किया गया है। मनुष्यों के लिए सबसे महत्वपूर्ण डिसैकराइड सुक्रोज, माल्टोज़ और लैक्टोज़ हैं। ओलिगोसेकेराइड्स, जिसमें रैफिनोज, स्टैच्योज और वर्बस्कोस शामिल हैं, मुख्य रूप से फलियां और उनके प्रसंस्कृत उत्पादों, जैसे सोया आटा, और कई सब्जियों में भी कम मात्रा में पाए जाते हैं। फ्रुक्टो-ऑलिगोसेकेराइड अनाज (गेहूं, राई), सब्जियों (प्याज, लहसुन, आटिचोक, शतावरी, रूबर्ब, चिकोरी), साथ ही केले और शहद में पाए जाते हैं।

ऑलिगोसेकेराइड्स के समूह में माल्टो-डेक्सट्रिन भी शामिल हैं, जो औद्योगिक रूप से पॉलीसेकेराइड कच्चे माल से उत्पादित सिरप और गुड़ के मुख्य घटक हैं। ऑलिगोसेकेराइड के प्रतिनिधियों में से एक लैक्टुलोज है, जो दूध के ताप उपचार के दौरान लैक्टोज से बनता है, उदाहरण के लिए, पके हुए और निष्फल दूध के उत्पादन के दौरान।

उचित एंजाइमों की कमी के कारण मानव छोटी आंत में ओलिगोसेकेराइड व्यावहारिक रूप से नहीं टूटते हैं। इसी वजह से इनमें डाइटरी फाइबर के गुण मौजूद होते हैं। कुछ ऑलिगोसेकेराइड बड़ी आंत के सामान्य माइक्रोफ्लोरा के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो उन्हें प्रीबायोटिक्स के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति देता है - पदार्थ जो कुछ आंतों के सूक्ष्मजीवों द्वारा आंशिक रूप से किण्वित होते हैं और सामान्य आंतों के माइक्रोबायोसेनोसिस के रखरखाव को सुनिश्चित करते हैं।

पॉलिसैक्राइड- उच्च आणविक भार बहुलक यौगिक बड़ी संख्या में मोनोमर्स से बनते हैं, जो मोनोसैकेराइड अवशेष होते हैं। मानव जठरांत्र पथ में पॉलीसेकेराइड को सुपाच्य और अपचनीय में विभाजित किया गया है। पहले उपसमूह में स्टार्च और ग्लाइकोजन शामिल हैं, दूसरे में विभिन्न यौगिक शामिल हैं, जिनमें से मनुष्यों के लिए सबसे महत्वपूर्ण सेलूलोज़ (फाइबर), हेमिकसेल्यूलोज़ और पेक्टिन पदार्थ हैं।

ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड को "जटिल कार्बोहाइड्रेट" शब्द के तहत संयोजित किया जाता है। मोनो- और डिसैकराइड का स्वाद मीठा होता है, इसलिए इन्हें "शर्करा" भी कहा जाता है। पॉलीसेकेराइड का स्वाद मीठा नहीं होता है। सुक्रोज की मिठास अलग-अलग होती है। यदि सुक्रोज घोल की मिठास 100% मानी जाए, तो अन्य शर्कराओं के विषुव घोल की मिठास होगी: फ्रुक्टोज - 173%, ग्लूकोज - 81%, माल्टोज और गैलेक्टोज - 32% और लैक्टोज - 16%।

मुख्य सुपाच्य पॉलीसेकेराइड स्टार्च है - अनाज, फलियां और आलू का भोजन आधार। यह भोजन में उपभोग किये जाने वाले कार्बोहाइड्रेट का 80% तक होता है। यह एक जटिल बहुलक है जिसमें दो अंश होते हैं: एमाइलोज़ - एक रैखिक बहुलक और एमाइलोपेक्टिन - एक शाखित बहुलक। यह स्टार्च के विभिन्न कच्चे माल में इन दो अंशों का अनुपात है जो इसकी विभिन्न भौतिक-रासायनिक और तकनीकी विशेषताओं, विशेष रूप से पानी में घुलनशीलता को निर्धारित करता है। अलग-अलग तापमान. स्टार्च का स्रोत पादप उत्पाद हैं, मुख्य रूप से अनाज: अनाज, आटा, ब्रेड और आलू।

शरीर द्वारा स्टार्च के अवशोषण को सुविधाजनक बनाने के लिए, इसमें मौजूद उत्पाद को गर्मी से उपचारित किया जाना चाहिए। इस मामले में, स्टार्च पेस्ट एक स्पष्ट रूप में बनता है, उदाहरण के लिए जेली, या खाद्य संरचना की संरचना में अव्यक्त रूप से: दलिया, ब्रेड, पास्ता, फलियां व्यंजन। भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करने वाले स्टार्च पॉलीसेकेराइड, मौखिक गुहा से शुरू होकर, माल्टोडेक्सट्रिन, माल्टोज़ और ग्लूकोज तक किण्वन से गुजरते हैं, जिसके बाद लगभग पूर्ण अवशोषण होता है।

दूसरा सुपाच्य पॉलीसेकेराइड है ग्लाइकोजन।इसका पोषण मूल्य कम है - यकृत, मांस और मछली की संरचना में आहार से 10-15 ग्राम से अधिक ग्लाइकोजन नहीं आता है। जब मांस परिपक्व होता है, तो ग्लाइकोजन लैक्टिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है।

कुछ जटिल कार्बोहाइड्रेट (फाइबर, सेलूलोज़, आदि) मानव शरीर में बिल्कुल भी पचते नहीं हैं। हालाँकि, यह पोषण का एक आवश्यक घटक है: वे आंतों की गतिशीलता, गठन को उत्तेजित करते हैं मल, जिससे विषाक्त पदार्थों को निकालने और शरीर को शुद्ध करने में मदद मिलती है। इसके अलावा, हालांकि फाइबर मनुष्यों द्वारा पचा नहीं जाता है, यह फायदेमंद आंतों के माइक्रोफ्लोरा के लिए पोषण के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

निष्कर्ष

मानव पोषण में कार्बोहाइड्रेट का महत्व बहुत अधिक है। वे ऊर्जा के सबसे महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में काम करते हैं, जो कुल कैलोरी सेवन का 50-70% तक प्रदान करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट की ऊर्जा का अत्यधिक कुशल स्रोत होने की क्षमता उनकी "प्रोटीन-बख्शते" क्रिया का आधार है। हालाँकि कार्बोहाइड्रेट आवश्यक पोषण कारकों में से नहीं हैं और शरीर में अमीनो एसिड और ग्लिसरॉल से बन सकते हैं, दैनिक आहार में कार्बोहाइड्रेट की न्यूनतम मात्रा 50-60 ग्राम से कम नहीं होनी चाहिए।

कई बीमारियाँ बिगड़ा हुआ कार्बोहाइड्रेट चयापचय से निकटता से जुड़ी हुई हैं: मधुमेह मेलेटस, गैलेक्टोसिमिया, ग्लाइकोजन डिपो प्रणाली में गड़बड़ी, दूध के प्रति असहिष्णुता, आदि। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मानव और पशु शरीर में प्रोटीन और लिपिड की तुलना में कार्बोहाइड्रेट कम मात्रा में (शुष्क शरीर के वजन का 2% से अधिक नहीं) मौजूद होते हैं; पौधों के जीवों में, सेल्युलोज के कारण, शुष्क द्रव्यमान का 80% तक कार्बोहाइड्रेट होता है, इसलिए, सामान्य तौर पर, जीवमंडल में अन्य सभी कार्बनिक यौगिकों की तुलना में अधिक कार्बोहाइड्रेट होते हैं।

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), मानव शरीर में किसी एक कार्य को करने तक सीमित नहीं हैं। ऊर्जा प्रदान करने के अलावा कार्बोहाइड्रेट की मुख्य कार्यात्मक भूमिका, वे हृदय, यकृत, मांसपेशियों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज के लिए भी आवश्यक हैं। वे प्रोटीन और वसा चयापचय के नियमन में एक महत्वपूर्ण घटक हैं।

कार्बोहाइड्रेट के मुख्य जैविक कार्य, शरीर में उनकी आवश्यकता क्यों है

1. ऊर्जा कार्य.
   मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट का मुख्य कार्य। ये कोशिकाओं में होने वाले सभी प्रकार के कार्यों के लिए मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं। जब कार्बोहाइड्रेट टूटते हैं, तो निकलने वाली ऊर्जा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है या एटीपी अणुओं में जमा हो जाती है। कार्बोहाइड्रेट शरीर की दैनिक ऊर्जा खपत का लगभग 50-60% और मस्तिष्क के सभी ऊर्जा व्यय प्रदान करते हैं (मस्तिष्क यकृत द्वारा जारी ग्लूकोज का लगभग 70% अवशोषित करता है)। जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है। शरीर मुख्य ऊर्जा स्रोत के रूप में ग्लाइकोजन के रूप में मुक्त ग्लूकोज या संग्रहीत कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करता है।
2. प्लास्टिक (निर्माण) कार्य।
   कार्बोहाइड्रेट (राइबोस, डीऑक्सीराइबोज) का उपयोग एडीपी, एटीपी और अन्य न्यूक्लियोटाइड, साथ ही न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए किया जाता है। वे कुछ एंजाइमों का हिस्सा हैं। व्यक्तिगत कार्बोहाइड्रेट हैं सरंचनात्मक घटककोशिका की झिल्लियाँ। ग्लूकोज परिवर्तन के उत्पाद (ग्लुकुरोनिक एसिड, ग्लूकोसामाइन, आदि) पॉलीसेकेराइड और उपास्थि और अन्य ऊतकों के जटिल प्रोटीन का हिस्सा हैं।
3. भंडारण समारोह.
   कार्बोहाइड्रेट ग्लाइकोजन के रूप में कंकाल की मांसपेशियों (2% तक), यकृत और अन्य ऊतकों में संग्रहीत (संचित) होते हैं। पर अच्छा पोषक 10% तक ग्लाइकोजन यकृत में जमा हो सकता है, और प्रतिकूल परिस्थितियों में इसकी सामग्री यकृत द्रव्यमान के 0.2% तक घट सकती है।
4. सुरक्षात्मक कार्य.
   जटिल कार्बोहाइड्रेट प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं; म्यूकोपॉलीसेकेराइड श्लेष्म पदार्थों में पाए जाते हैं जो नाक, ब्रांकाई, पाचन तंत्र और जननांग पथ के जहाजों की सतह को कवर करते हैं और बैक्टीरिया और वायरस के प्रवेश के साथ-साथ यांत्रिक क्षति से बचाते हैं।
5. विनियामक कार्य.
   वे झिल्ली ग्लाइकोप्रोटीन रिसेप्टर्स का हिस्सा हैं। कार्बोहाइड्रेट शरीर में आसमाटिक दबाव के नियमन में शामिल होते हैं। इस प्रकार, रक्त में 100-110 मिलीग्राम/% ग्लूकोज होता है, और रक्त का आसमाटिक दबाव ग्लूकोज की एकाग्रता पर निर्भर करता है। भोजन से प्राप्त फाइबर आंतों में टूटता (पचाता) नहीं है, लेकिन यह आंतों की गतिशीलता और पाचन तंत्र में उपयोग किए जाने वाले एंजाइमों को सक्रिय करता है, जिससे पाचन और पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार होता है।

कार्बोहाइड्रेट समूह

• सरल (तेज़) कार्बोहाइड्रेट
  शर्करा दो प्रकार की होती है: मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड। मोनोसैकेराइड में एक होता है चीनी समूह, जैसे ग्लूकोज, फ्रुक्टोज या गैलेक्टोज। डिसैकेराइड दो मोनोसैकेराइड के अवशेषों से बनते हैं और विशेष रूप से सुक्रोज (सामान्य टेबल शुगर) और लैक्टोज द्वारा दर्शाए जाते हैं। वे तेजी से रक्त शर्करा बढ़ाते हैं और उच्च ग्लाइसेमिक इंडेक्स रखते हैं।
• जटिल (धीमी) कार्बोहाइड्रेट
  पॉलीसेकेराइड कार्बोहाइड्रेट होते हैं जिनमें तीन या अधिक अणु होते हैं सरल कार्बोहाइड्रेट. इस प्रकार के कार्बोहाइड्रेट में, विशेष रूप से, डेक्सट्रिन, स्टार्च, ग्लाइकोजन और सेलूलोज़ शामिल हैं। पॉलीसेकेराइड के स्रोत अनाज, फलियां, आलू और अन्य सब्जियां हैं। धीरे-धीरे ग्लूकोज की मात्रा बढ़ाएं और ग्लाइसेमिक इंडेक्स कम रखें।
• अपचनीय (रेशेदार)
  फाइबर (आहारीय फाइबर) शरीर को ऊर्जा प्रदान नहीं करता है, लेकिन उसके जीवन में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। मुख्य रूप से पाया जाता है पौधों के उत्पादकम या बहुत के साथ कम सामग्रीसहारा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फाइबर कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा के अवशोषण को धीमा कर देता है (वजन घटाने के लिए उपयोगी हो सकता है)। के लिए शक्ति स्रोत है लाभकारी बैक्टीरियाआंतें (माइक्रोबायोम)

कार्बोहाइड्रेट के प्रकार

मोनोसैक्राइड

• शर्करा
  मोनोसैकेराइड, एक मीठा स्वाद वाला रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ, लगभग हर कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला में पाया जाता है।
• फ्रुक्टोज
  मुफ़्त फल चीनी लगभग सभी मीठे जामुनों और फलों में मौजूद होती है; यह सबसे मीठी चीनी है।
• गैलेक्टोज
  में नहीं मिला मुफ्त फॉर्म; ग्लूकोज के साथ जुड़े रूप में, यह लैक्टोज, दूध शर्करा बनाता है।

डिसैक्राइड

• सुक्रोज
  फ्रुक्टोज और ग्लूकोज के संयोजन से बने डिसैकराइड में उच्च घुलनशीलता होती है। एक बार आंतों में, यह इन घटकों में टूट जाता है, जो फिर रक्त में अवशोषित हो जाते हैं।
• लैक्टोज
  दूध शर्करा, डिसैकराइड समूह का एक कार्बोहाइड्रेट, दूध और डेयरी उत्पादों में पाया जाता है।
• माल्टोस
  माल्ट चीनी मानव शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाती है। दो ग्लूकोज अणुओं के संयोजन से बनता है। माल्टोज़ पाचन के दौरान स्टार्च के टूटने के परिणामस्वरूप होता है।

पॉलिसैक्राइड

• स्टार्च
  सफेद पाउडर, ठंडे पानी में अघुलनशील. स्टार्च मानव आहार में सबसे आम कार्बोहाइड्रेट है और कई मुख्य खाद्य पदार्थों में पाया जाता है।
• सेल्यूलोज
  जटिल कार्बोहाइड्रेट, जो कठोर पादप संरचनाएँ हैं। अवयव पौधे भोजन, जो मानव शरीर में पचता नहीं है, लेकिन उसके जीवन और पाचन में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है।
• माल्टोडेक्सट्रिन
  मीठे स्वाद वाला सफेद या क्रीम रंग का पाउडर, पानी में अत्यधिक घुलनशील। यह पौधे के स्टार्च के एंजाइमैटिक टूटने का एक मध्यवर्ती उत्पाद है, जिसके परिणामस्वरूप स्टार्च अणु टुकड़ों में विभाजित हो जाते हैं - डेक्सट्रिन।
• ग्लाइकोजन
  ग्लूकोज अवशेषों द्वारा निर्मित पॉलीसेकेराइड; मुख्य आरक्षित कार्बोहाइड्रेट शरीर के अलावा कहीं और नहीं पाया जाता है। ग्लाइकोजन एक ऊर्जा भंडार बनाता है जिसे मानव शरीर में ग्लूकोज की अचानक कमी की भरपाई के लिए यदि आवश्यक हो तो जल्दी से जुटाया जा सकता है।

एम ई एन यू जी एल ई वी ओ डी ओ वी के बारे में

एमडी ई.आई.कोनोनोव

कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण और जैविक भूमिका

कार्बोहाइड्रेट मानव शरीर के ऊतकों के कुल शुष्क भार का एक नगण्य हिस्सा बनाते हैं - 2% से अधिक नहीं, जबकि प्रोटीन, उदाहरण के लिए, शरीर के शुष्क वजन का 45% तक होता है। हालाँकि, कार्बोहाइड्रेट शरीर में कार्य करते हैं पूरी लाइनमहत्वपूर्ण कार्य, अंगों और ऊतकों के संरचनात्मक और चयापचय संगठन में भाग लेना।

रासायनिक दृष्टिकोण से, कार्बोहाइड्रेट पॉलीएटोमिक एल्डिहाइड या कीटोन अल्कोहल या उनके पॉलिमर हैं, और पॉलिमर में मोनोमर इकाइयाँ ग्लाइकोसिडिक बांड द्वारा परस्पर जुड़ी होती हैं।

1.1. कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण.

कार्बोहाइड्रेट को तीन बड़े समूहों में विभाजित किया गया है: मोनोसेकेराइड और उनके डेरिवेटिव, ऑलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड।

1.1.1. बदले में, मोनोसैकराइड्स को विभाजित किया जाता है, सबसे पहले, कार्बोनिल समूह की प्रकृति के अनुसार एल्डोज़ और केटोज़ में और दूसरे, अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के अनुसार ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेंटोज़ आदि में। आमतौर पर, मोनोसैकेराइड के तुच्छ नाम होते हैं: ग्लूकोज, गैलेक्टोज, राइबोज, जाइलोज, आदि। यौगिकों के इसी समूह में मोनोसैकेराइड के विभिन्न व्युत्पन्न शामिल हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण मोनोसैकेराइड के फॉस्फोरस एस्टर हैं [ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, फ्रुक्टोज-1,6 - बिसफ़ॉस्फेट, राइबोज़-5-फॉस्फेट, आदि], यूरोनिक एसिड [गैलेक्टुरोनिक, ग्लुकुरोनिक, इडुरोनिक, आदि], अमीनो शर्करा

[ग्लूकोसामाइन, गैलेक्टोसामाइन, आदि], यूरोनिक एसिड के सल्फेटेड डेरिवेटिव, अमीनो शर्करा के एसिटिलेटेड डेरिवेटिव, आदि। मोनोमर्स और उनके डेरिवेटिव की कुल संख्या कई दर्जन यौगिक हैं, जो मौजूद व्यक्तिगत अमीनो एसिड की संख्या से कम नहीं है। शरीर।

1.1.2. ओलिगोसैकेराइड, जो पॉलिमर हैं जिनकी मोनोमर इकाइयाँ मोनोसैकेराइड या उनके व्युत्पन्न हैं। एक पॉलिमर में व्यक्तिगत मोनोमर ब्लॉकों की संख्या डेढ़ या दो / दसियों से अधिक नहीं तक पहुँच सकती है। किसी बहुलक में सभी मोनोमर इकाइयाँ ग्लाइकोसिडिक बंधों द्वारा जुड़ी होती हैं। बदले में, ओलिगोसैकेराइड्स को होमोओलिगोसैकेराइड्स में विभाजित किया जाता है, जिसमें समान मोनोमर इकाइयाँ [माल्टोज़] और हेटेरोओलिगोसेकेराइड्स होते हैं, जिनमें विभिन्न मोनोमर इकाइयाँ [लैक्टोज़] होती हैं। अधिकांश भाग के लिए, ऑलिगोसेकेराइड शरीर में अधिक जटिल अणुओं - ग्लाइकोलिपिड्स या ग्लाइकोप्रोटीन के संरचनात्मक घटकों के रूप में पाए जाते हैं। माल्टोज़ मानव शरीर में मुक्त रूप में पाया जा सकता है, माल्टोज़ ग्लाइकोजन के टूटने का एक मध्यवर्ती उत्पाद है, और लैक्टोज़, जो स्तनपान कराने वाली महिलाओं के दूध में आरक्षित कार्बोहाइड्रेट के रूप में शामिल होता है। मानव शरीर में ऑलिगोसेकेराइड का बड़ा हिस्सा ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन के हेटरोऑलिगोसेकेराइड हैं। उनमें शामिल मोनोमर इकाइयों की विविधता और ऑलिगोमर में मोनोमर्स के बीच ग्लाइकोसिडिक बांड के विकल्पों की विविधता दोनों के कारण, उनकी एक बेहद विविध संरचना है।

1.1.3. पॉलीसेकेराइड, जो मोनोसैकेराइड या उनके डेरिवेटिव से निर्मित पॉलिमर होते हैं, जो ग्लाइकोसिडिक बांड द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं, जिसमें मोनोमर इकाइयों की संख्या कई दसियों से लेकर कई दसियों हज़ार तक होती है। इन पॉलीसेकेराइड में समान मोनोमर इकाइयाँ शामिल हो सकती हैं, अर्थात। होमोपॉलीसेकेराइड हों, या उनमें विभिन्न मोनोमेरिक इकाइयाँ हो सकती हैं - तो हम हेटरोपॉलीसेकेराइड से निपट रहे हैं। मानव शरीर में एकमात्र होमोपॉलीसेकेराइड ग्लाइकोजन है, जिसमें शामिल है अवशेष ए-डी- ग्लूकोज. हेटरोपॉलीसेकेराइड का सेट अधिक विविध है - शरीर में हयालूरोनिक एसिड, चोंड्रोइटिन सल्फेट्स, केराटन सल्फेट, डर्माटन सल्फेट, हेपरान सल्फेट और हेपरिन होते हैं। सूचीबद्ध हेटरोपॉलीसेकेराइड में से प्रत्येक में मोनोमर इकाइयों का एक व्यक्तिगत सेट होता है। तो मुख्य मोनोमर इकाइयाँ हाईऐल्युरोनिक एसिडग्लुकुरोनिक एसिड और एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन हैं, जबकि हेपरिन में सल्फेट ग्लूकोसामाइन और सल्फेट इडुरोनिक एसिड होता है।

1.2. विभिन्न वर्गों के कार्बोहाइड्रेट के कार्य शरीर में कार्बोहाइड्रेट के कार्य भिन्न-भिन्न होते हैं और, स्वाभाविक रूप से, विभिन्न वर्गों के यौगिकों के लिए अलग-अलग होते हैं। मोनोसेकेराइड और उनके डेरिवेटिव, सबसे पहले, एक ऊर्जा कार्य करते हैं: इन यौगिकों का ऑक्सीडेटिव ब्रेकडाउन शरीर को 55-60% ऊर्जा प्रदान करता है जिसकी उसे आवश्यकता होती है। दूसरे, मोनोसेकेराइड और उनके डेरिवेटिव के टूटने के मध्यवर्ती उत्पादों का उपयोग संश्लेषण के लिए कोशिकाओं में किया जाता है

कोशिका के लिए आवश्यक अन्य पदार्थ, जिनमें अन्य वर्गों के यौगिक भी शामिल हैं; इस प्रकार, ग्लूकोज चयापचय के मध्यवर्ती उत्पादों से

कोशिकाएं लिपिड और गैर-आवश्यक अमीनो एसिड को संश्लेषित कर सकती हैं, हालांकि, बाद के मामले में अमीनो एसिड के एक अतिरिक्त स्रोत की आवश्यकता होती है

मूव नाइट्रोजन अमीनो समूह। तीसरा, मोनोसेकेराइड और उनके डेरिवेटिव प्रदर्शन करते हैं संरचनात्मक कार्य, दूसरे की मोनोमेरिक इकाइयाँ होना

अन्य, अधिक जटिल अणु जैसे पॉलीसेकेराइड या न्यूक्लियोटाइड।

मुख्य समारोहहेटेरोओलिगोसेकेराइड्स का एक संरचनात्मक कार्य होता है - वे ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स के संरचनात्मक घटक होते हैं। इस क्षमता में, हेटेरोओलिगोसेकेराइड ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा कई कार्यों के कार्यान्वयन में शामिल होते हैं: नियामक [पिट्यूटरी हार्मोन थायरोट्रोपिन और गोनाडोट्रोपिन - ग्लाइकोप्रोटीन], संचारी [सेल रिसेप्टर्स - ग्लाइकोप्रोटीन], सुरक्षात्मक [एंटीबॉडी - ग्लाइकोप्रोटीन]। इसके अलावा, हेटेरोलिगोसेकेराइड ब्लॉक, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन का हिस्सा होने के कारण, कोशिका झिल्ली के निर्माण में भाग लेते हैं, उदाहरण के लिए, ग्लाइकोकैलिक्स जैसे सेलुलर संरचना का एक महत्वपूर्ण तत्व बनाते हैं।

ग्लाइकोजन, जानवरों के शरीर में मौजूद एकमात्र होमोपॉलीसेकेराइड, एक आरक्षित कार्य करता है। इसके अलावा, यह न केवल ऊर्जा भंडार है, बल्कि प्लास्टिक सामग्री का भी भंडार है। मानव शरीर की लगभग सभी कोशिकाओं में ग्लाइकोजन अलग-अलग मात्रा में मौजूद होता है। यकृत में ग्लाइकोजन का भंडार इस अंग के गीले वजन का 3-5% तक हो सकता है [कभी-कभी 10% तक], और मांसपेशियों में इसकी सामग्री 1% तक होती है। कुल द्रव्यमानकपड़े. इन अंगों के द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए, यकृत में ग्लाइकोजन की कुल मात्रा 150 - 200 ग्राम हो सकती है, और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन भंडार 600 ग्राम तक हो सकता है।

हेटेरोपॉलीसेकेराइड शरीर में एक संरचनात्मक कार्य करते हैं; वे ग्लाइकेमिनोप्रोटियोग्लाइकेन्स का हिस्सा हैं; उत्तरार्द्ध, कोलेजन या इलास्टिन जैसे संरचनात्मक प्रोटीन के साथ, विभिन्न अंगों और ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ का निर्माण करते हैं। ग्लाइकोसामिनोप्रोटीग्लाइकेन समुच्चय, एक नेटवर्क संरचना वाले, आणविक फिल्टर के रूप में कार्य करते हैं जो अंतरकोशिकीय वातावरण में मैक्रोमोलेक्यूल्स की गति को रोकते हैं या दृढ़ता से रोकते हैं। इसके अलावा, हेटरोपॉलीसेकेराइड अणुओं की संरचना में कई ध्रुवीय और नकारात्मक रूप से आवेशित समूह होते हैं, जिसके कारण वे बंध सकते हैं एक बड़ी संख्या कीपानी और धनायन, इन अणुओं के लिए एक प्रकार के डिपो के रूप में कार्य करते हैं।

शरीर में पाए जाने वाले कुछ कार्बोहाइड्रेट के कार्य बहुत विशिष्ट होते हैं। इस प्रकार, हेपरिन एक प्राकृतिक थक्कारोधी है - यह रक्त वाहिकाओं में रक्त के थक्के जमने से रोकता है, और लैक्टोज, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, मानव दूध में एक आरक्षित कार्बोहाइड्रेट है।

2. बहिर्जात कार्बोहाइड्रेट का आत्मसात

में सामान्य स्थितियाँमनुष्य के लिए कार्बोहाइड्रेट का मुख्य स्रोत खाद्य कार्बोहाइड्रेट हैं। दैनिक आवश्यकताकार्बोहाइड्रेट में लगभग 400 ग्राम है, और अत्यधिक वांछनीय है। ताकि आसानी से पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट [ग्लूकोज, सुक्रोज, लैक्टोज, आदि] आहार में उनकी कुल मात्रा का 25% से अधिक न हो। भोजन को आत्मसात करने की प्रक्रिया में, कार्बोहाइड्रेट प्रकृति के सभी बहिर्जात पॉलिमर मोनोमर्स में टूट जाते हैं, जो इन पॉलिमर को प्रजातियों की विशिष्टता से वंचित कर देता है, और केवल मोनोसेकेराइड और उनके डेरिवेटिव आंत से शरीर के आंतरिक वातावरण में प्रवेश करते हैं; इन मोनोमर्स को बाद में मानव-विशिष्ट ऑलिगो- या पॉलीसेकेराइड के संश्लेषण के लिए आवश्यकतानुसार उपयोग किया जाता है।

भोजन में स्टार्च या ग्लाइकोजन का टूटना इन होमोपॉलीसेकेराइड पर लार एमाइलेज और माल्टेज़ की क्रिया के कारण मौखिक गुहा में पहले से ही शुरू हो जाता है, लेकिन यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि भोजन बहुत कम समय के लिए मौखिक गुहा में रहता है। पाचन के दौरान पेट में वातावरण अम्लीय और लारमय एमाइलेज होता है,

साथ ही पेट में भी गिरना भोजन बोलस, व्यावहारिक रूप से काम नहीं करता. भोजन में स्टार्च और ग्लाइकोजन का बड़ा हिस्सा अग्न्याशय एमाइलेज की क्रिया के तहत छोटी आंत में डिसैकराइड माल्टोज़ और आइसोमाल्टोज़ में टूट जाता है। परिणामी डिसैकराइड आंतों की दीवार द्वारा स्रावित एंजाइमों की भागीदारी से ग्लूकोज में टूट जाते हैं: माल्टेज़ और आइसोमाल्टेज़। माल्टेज़ ए-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, और आइसोमाल्टेज़ ए-1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है।

भोजन से प्राप्त सुक्रोज एंजाइम सुक्रेज़ की भागीदारी के साथ आंत में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में टूट जाता है, और प्राप्त लैक्टोज एंजाइम लैक्टेज की कार्रवाई के तहत ग्लूकोज और गैलेक्टोज में टूट जाता है। ये दोनों एंजाइम आंतों की दीवार से स्रावित होते हैं।

हेटेरोऑलिगोसेकेराइड्स या हेटेरोपॉलीसेकेराइड्स के दरार की प्रक्रियाओं का खराब अध्ययन किया गया है। जाहिरा तौर पर, आंतों की दीवार ग्लाइकोसिडेस को स्रावित करती है जो इन पॉलिमर में मौजूद ए - और बी - ग्लाइकोसिडिक बांड को तोड़ने में सक्षम हैं।

मोनोसैकेराइड का अवशोषण छोटी आंत में होता है, और विभिन्न मोनोसैकेराइड की अवशोषण दर काफी भिन्न होती है। यदि ग्लूकोज की अवशोषण दर 100 के रूप में ली जाती है, तो गैलेक्टोज की अवशोषण दर 110, फ्रुक्टोज - 43, मैनोज - 19, जाइलोज - 15 होगी। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि ग्लूकोज और गैलेक्टोज का अवशोषण सक्रिय की भागीदारी के साथ होता है। परिवहन तंत्र, फ्रुक्टोज और राइबोज का अवशोषण - सुगम प्रसार के तंत्र द्वारा, और मैनोज या जाइलोज का अवशोषण सरल प्रसार के तंत्र द्वारा। अवशोषित ग्लूकोज का लगभग 90% सीधे रक्त में एंटरोसाइट्स में प्रवेश करता है, और इसका 10% लिम्फ में समाप्त होता है, हालांकि, बाद में यह ग्लूकोज रक्त में भी समाप्त हो जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्बोहाइड्रेट को आहार से पूरी तरह से बाहर रखा जा सकता है। इस मामले में, शरीर के लिए आवश्यक सभी कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोनियोजेनेसिस नामक प्रक्रियाओं के दौरान गैर-कार्बोहाइड्रेट यौगिकों से कोशिकाओं में संश्लेषित किया जाएगा।