A szénhidrátok osztályozásának biológiai szerepe. A szerkezeti formáról

A téma tanulmányozásának célja: ismereteket szerezzenek a szénhidrátok szerkezeti jellemzőiről, tulajdonságairól, a szervezetben betöltött biológiai szerepükről, valamint az emberi szervezet élelmiszer-szénhidrátjainak és tartalék szénhidrátjainak szerepéről a szervezet fizikai megterhelés utáni felépülési folyamatai során.

Oktatási célú kérdések (önálló tanulási terv a témában)

 A szénhidrátok általános jellemzői.

 Az élelmiszerek részét képező, az emberi szervezetben képződő mono-, di- és poliszacharidok kémiai szerkezetének jellemzői.

 A szénhidrátok biológiai szerepe, tartalmuk az emberi szervezet különböző szöveteiben és szerveiben.

 A szénhidrátok enzimatikus átalakulása az emésztőrendszerben.

 A szénhidrátok szállítása a sejtmembránokon keresztül.

 A szénhidrát normája az étrendben, a glikémiás index fogalma.

Célok

 A mono-, i- és poliszacharidok szerkezetének és kémiai tulajdonságainak ismerete alapján tanulja meg elmagyarázni az élelmiszerek részét képező szénhidrátok és az emberi szervezetben található szénhidrátok közötti különbségeket.

 Az emésztés és a felszívódás folyamatában a szénhidrátok biokémiai átalakulásának főbb szakaszainak ismerete alapján válasszon módszereket az étkezési szénhidrátok felhasználására a teljesítmény javítására és a fizikai megterhelés utáni felépülési folyamatok felgyorsítására.

Útmutató a téma tanulmányozásához

A téma anyagának feldolgozásakor mindenekelőtt meg kell találnia, hogy az anyagok milyen alapon tartoznak a szénhidrátok osztályába, figyelembe kell venni a monoszacharidok ciklikus és aciklikus szerkezetét, mivel a monoszacharidok az összetettebb szénhidrátok molekuláinak felépítésének alapjai. . A monoszacharidok jellemző tulajdonságainak meghatározását célszerű a funkciós csoportok azonosításával kezdeni. Minden monoszacharid egy -C = O karbonilcsoportot és több -OH alkohol-hidroxidot tartalmaz, azaz aldehid vagy ketoalkohol.

A "szénhidrátok" név eredete annak a ténynek köszönhető, hogy az empirikus képlet alapján az ebbe az osztályba tartozó vegyületek többsége szén és víz vegyülete. Tehát a glükóz empirikus képlete TÓL TŐL 6 H 12 O 6 =(CH 2 O) 6 , és a legtöbb elterjedt szénhidrát az általános képlettel jellemezhető (CH 2 O) n, n>3. Ha a karbonilcsoport a szénlánc végén található, akkor aldehidcsoportot képez, és a monoszacharidot aldóznak nevezzük. A legtöbb aldóz az általános képlettel ábrázolható CH 2 OH-(CHOH) n -COH

Ha a karbonilcsoport a szénatomok között helyezkedik el, akkor ez egy ketoncsoport, és a monoszacharidot ketóznak nevezzük. A ketozám megfelel az általános képletnek CH 2 OH-CO-(CHOH) n -CH 2 Ő.

1. A szénhidrátok biológiai szerepe

Energia. Amikor a szénhidrátok lebomlanak, a felszabaduló energia hő formájában eloszlik, vagy ATP molekulákban raktározódik. A szénhidrátok a szervezet napi energiafogyasztásának körülbelül 50-60% -át, az izomállóképességi tevékenység során pedig akár 70% -át biztosítják. 1 g szénhidrát oxidálásakor 17 kJ energia (4,1 kcal) szabadul fel. Fő energiaforrásként a glikogén formájában lévő szabad glükóz- vagy szénhidrátraktárakat használják fel.

Műanyag. A szénhidrátokat (ribóz, dezoxiribóz) ATP, ADP és más nukleotidok, valamint nukleinsavak építésére használják. Egyes enzimek részét képezik. Az egyes szénhidrátok a sejtmembránok alkotóelemei. A glükóz konverziós termékek (glükuronsav, glükózamin stb.) a porc és más szövetek poliszacharidjainak és komplex fehérjéinek részét képezik.

Lefoglal. A szénhidrátok tárolódnak vázizmok, máj és más szövetek glikogén formájában. Tartalékai attól függnek testsúly, funkcionális állapot szervezet, a táplálkozás természete. Az izomtevékenység során a glikogénraktárak jelentősen csökkennek, a munka utáni pihenőidőben pedig helyreállnak. A szisztematikus izomtevékenység a glikogénraktárak növekedéséhez vezet, ami növeli a szervezet energiakapacitását.

Védő. Az összetett szénhidrátok az immunrendszer összetevőinek részét képezik; A mukopoliszacharidok az erek, hörgők, emésztőrendszer, húgyutak felszínét borító nyálkahártyákban találhatók, és megvédik a baktériumok, vírusok behatolásától, valamint a mechanikai sérülésektől.

Különleges. Az egyes szénhidrátok részt vesznek a vércsoportok specifitásának biztosításában, véralvadásgátlóként hatnak, számos hormon receptora, ill. farmakológiai anyagok daganatellenes hatással bírnak.

Szabályozó. Az élelmi rostok nem bomlanak le a belekben, hanem aktiválják bélperisztaltika, emésztőrendszeri enzimek, tápanyag felszívódás.

Bevezetés

szénhidrátok glikolipidek biológiai

A szénhidrátok a legelterjedtebb osztály a Földön. szerves vegyületek, amelyek minden élőlény részét képezik, és szükségesek az emberek és állatok, növények és mikroorganizmusok életéhez. A szénhidrátok a fotoszintézis elsődleges termékei, a szénciklusban egyfajta hídként szolgálnak a szervetlen és szerves vegyületek között. A szénhidrátok és származékaik minden élő sejtben műanyag és szerkezeti anyag, energiaszolgáltató, szubsztrát és szabályozó szerepet töltenek be. biokémiai folyamatok. A szénhidrátok nem csak táplálkozási funkcióélő szervezetekben támogató és szerkezeti funkciókat is ellátnak. A szénhidrátok vagy származékaik minden szövetben és szervben megtalálhatók voltak. A sejtmembránok és a szubcelluláris képződmények részei. Számos fontos anyag szintézisében vesznek részt.

Relevancia

Jelenleg ez a téma aktuális, mert a szénhidrátok szükségesek a szervezet számára, hiszen a szöveteinek részei és fontos funkciókat látnak el: - a szervezetben zajló összes folyamat fő energiaszállítói (lebonthatók és energiát szolgáltatnak). még oxigén hiányában is); - szükséges valamihez racionális használat fehérjék (a szénhidráthiányos fehérjéket nem használják fel a rendeltetésszerűen: energiaforrássá válnak, és részt vesznek néhány fontos kémiai reakcióban); - szorosan összefügg a zsíranyagcserével (ha túl sok szénhidrátot eszel, többet, mint amennyi glükózzá vagy glikogénné alakul (ami a májban és az izmokban rakódik le), az eredmény zsír. Ha a szervezetnek több tüzelőanyagra van szüksége, a zsír visszaalakul a glükózhoz, és a testsúly csökken). - különösen szükséges az agy számára normális élet(ha izomszövetek képes energiát raktározni testzsír formájában, az agy erre nem képes, ez teljes mértékben a szervezet rendszeres szénhidrátbevitelétől függ); - vannak szerves része egyes aminosavak molekulái, részt vesznek az enzimek felépítésében, a nukleinsavak képzésében stb.

A szénhidrátok fogalma és osztályozása

A szénhidrátok a C általános képlettel rendelkező anyagok n (H 2O) m , ahol n és m lehet különböző jelentések. A „szénhidrátok” elnevezés azt a tényt tükrözi, hogy ezen anyagok molekuláiban a hidrogén és az oxigén ugyanolyan arányban van jelen, mint a vízmolekulában. A szén, hidrogén és oxigén mellett a szénhidrát-származékok más elemeket is tartalmazhatnak, például nitrogént.

A szénhidrátok a sejtek szerves anyagainak egyik fő csoportja. Ezek a fotoszintézis elsődleges termékei és a növényekben lévő egyéb szerves anyagok (szerves savak, alkoholok, aminosavak stb.) bioszintézisének kiindulási termékei, és minden más szervezet sejtjében is megtalálhatók. Állati sejtben a szénhidráttartalom 1-2%, a növényi sejtekben esetenként elérheti a szárazanyag-tömeg 85-90%-át is.

A szénhidrátoknak három csoportja van:

· monoszacharidok vagy egyszerű cukrok;

· oligoszacharidok - olyan vegyületek, amelyek 2-10 egymás után összefüggő egyszerű cukrok molekulájából állnak (például diszacharidok, triszacharidok stb.).

· a poliszacharidok több mint 10 egyszerű cukrok vagy származékaik (keményítő, glikogén, cellulóz, kitin) molekulából állnak.

Monoszacharidok (egyszerű cukrok)

A szénváz hosszától (a szénatomok számától) függően a monoszacharidok triózokra (C 3), tetróz (C 4), pentózok (C 5), hexózok (C 6), heptózok (C7 ).

A monoszacharid molekulák vagy aldehid alkoholok (aldózok) vagy ketoalkoholok (ketózok). Ezen anyagok kémiai tulajdonságait elsősorban a molekuláikat alkotó aldehid- vagy ketoncsoportok határozzák meg.

A monoszacharidok vízben jól oldódnak, édes ízűek.

Vízben oldva a monoszacharidok, kezdve a pentózokkal, gyűrű alakot kapnak.

A pentózok és hexózok ciklikus szerkezetei a szokásos formáik: adott pillanatban a molekuláknak csak egy kis része létezik "nyitott lánc" formájában. Az oligo- és poliszacharidok összetétele magában foglalja a monoszacharidok ciklikus formáit is.

A cukrokon kívül, amelyekben minden szénatom oxigénatomhoz kötődik, vannak részben redukált cukrok is, amelyek közül a legfontosabb a dezoxiribóz.

Oligoszacharidok

A hidrolízis során az oligoszacharidok több egyszerű cukrot képeznek. Az oligoszacharidokban az egyszerű cukormolekulák úgynevezett glikozidos kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, az egyik molekula szénatomját oxigénen keresztül egy másik molekula szénatomjához kötik.

A legfontosabb oligoszacharidok a maltóz (malátacukor), a laktóz ( tejcukor) és szacharóz (nád- vagy répacukor). Ezeket a cukrokat diszacharidoknak is nevezik. Tulajdonságaik alapján a diszacharidok blokkolják a monoszacharidokat. Vízben jól oldódnak, édes ízűek.

Poliszacharidok

Ezek nagy molekulatömegű (akár 10 000 000 Da tömegű) polimer biomolekulák, amelyek egy nagy szám monomerek - egyszerű cukrok és származékaik.

A poliszacharidok monoszacharidokból állhatnak egy vagy különböző típusok. Az első esetben homopoliszacharidoknak (keményítő, cellulóz, kitin stb.), A másodikban heteropoliszacharidoknak (heparin) nevezik. Minden poliszacharid vízben oldhatatlan, és nincs édes íze. Némelyikük képes megduzzadni és nyálkásodni.

A legfontosabb poliszacharidok a következők.

Cellulóz- lineáris poliszacharid, amely több egyenes párhuzamos láncból áll, amelyeket hidrogénkötések kapcsolnak össze. Mindegyik láncot β-D-glükóz-maradékok alkotják. Ez a szerkezet megakadályozza a víz behatolását, nagyon szakadásálló, ami biztosítja a 26-40% cellulózt tartalmazó növényi sejtmembránok stabilitását.

A cellulóz számos állat, baktérium és gomba tápláléka. A legtöbb állat azonban, beleértve az embert is, nem tudja megemészteni a cellulózt, mert a bennük gyomor-bél traktus hiányzik a celluláz, a cellulózt glükózzá bontó enzim. Ugyanakkor a cellulózrostok fontos szerepet játszanak a táplálkozásban, mivel ömlesztett és durva állagot adnak az élelmiszereknek, serkentik a bélmozgást.

keményítő és glikogén. Ezek a poliszacharidok a glükóz tárolásának fő formái a növényekben (keményítő), az állatokban, az emberekben és a gombákban (glikogén). Amikor hidrolizálódnak, glükóz képződik az organizmusokban, amely szükséges a létfontosságú folyamatokhoz.

Chitinβ-glükóz molekulák alkotják, amelyekben a második szénatom alkoholcsoportját egy nitrogéntartalmú NHCOCH csoport helyettesíti. 3. Hosszú párhuzamos láncai, mint a cellulóz láncai, kötegek. Chitin - alap szerkezeti elemízeltlábúak bőrszövetei és gombák sejtfalai.

A szénhidrátok ökológiai és biológiai szerepének rövid ismertetése

Összegezve a fenti, a szénhidrátok jellemzőivel kapcsolatos anyagot, az alábbi következtetéseket vonhatjuk le ökológiai és biológiai szerepükről.

1. Építő funkciót töltenek be mind a sejtekben, mind a test egészében, mivel részei a sejteket és szöveteket alkotó struktúráknak (ez különösen igaz a növényekre és gombákra), például sejt membránok, különféle membránok stb., emellett a szénhidrátok részt vesznek a biológiailag szükséges anyagok képződésében, amelyek számos szerkezetet alkotnak, például a kromoszómák alapját képező nukleinsavak képződésében; A szénhidrátok a komplex fehérjék - glikoproteinek - részét képezik, amelyek különösen fontosak a sejtszerkezetek és az intercelluláris anyagok kialakulásában.

2. A szénhidrátok legfontosabb funkciója a trofikus funkció, amely abból áll, hogy sok közülük heterotróf élőlények (glükóz, fruktóz, keményítő, szacharóz, maltóz, laktóz stb.) élelmiszerterméke. Ezek az anyagok más vegyületekkel kombinálva képződnek élelmiszer termékek az emberek által használt (különféle gabonafélék; az egyes növények gyümölcsei és magjai, amelyek összetételükben szénhidrátot tartalmaznak, táplálékai a madarak számára, és a monoszacharidok, amelyek különböző átalakulások ciklusába lépnek, hozzájárulnak mindkét saját szénhidrátjuk kialakulásához adott szervezet, és egyéb szerves-biokémiai vegyületek (zsírok, aminosavak (de nem fehérjéik), nukleinsavak stb.).

3. A szénhidrátokat energiafunkció is jellemzi, ami abból áll, hogy a monoszacharidok (különösen a glükóz) könnyen oxidálódnak a szervezetekben (az oxidáció végterméke a CO 2és H 2O), miközben nagy mennyiségű energia szabadul fel, az ATP szintézisével együtt.

4. Védő funkciójuk is van, ami abból áll, hogy a szénhidrátokból olyan szerkezetek (és bizonyos sejtszervecskék) keletkeznek, amelyek akár a sejtet, akár a test egészét megvédik a különféle sérülések, beleértve a mechanikusakat is (például a külső vázat alkotó rovarok kitines borítói, növények és számos gomba sejtmembránja, beleértve a cellulózt stb.).

5. Fontos szerepet játszanak a szénhidrátok mechanikai és alakformáló funkciói, amelyek akár szénhidrátok által, akár más vegyületekkel kombinálva kialakuló szerkezetek azon képessége, hogy a testnek bizonyos formát adnak és mechanikailag szilárddá teszik; így a xilém mechanikai szövetének és ereinek sejthártyái a fás, cserjés és lágyszárú növények vázát (belső vázát), a rovarok külső vázát a kitin stb.

A szénhidrát anyagcsere rövid leírása heterotróf szervezetben (emberi test példáján)

Az anyagcsere folyamatok megértésében fontos szerepet játszik a szénhidrátok heterotróf szervezetekben végbemenő átalakulásainak ismerete. Az emberi szervezetben ezt a folyamatot a következő sematikus leírás jellemzi.

Az élelmiszerben lévő szénhidrátok a szájon keresztül jutnak be a szervezetbe. Monocukor benne emésztőrendszer gyakorlatilag nem alakulnak át, a diszacharidok monoszacharidokká hidrolizálódnak, a poliszacharidok pedig meglehetősen jelentős átalakuláson mennek keresztül (ez vonatkozik azokra a poliszacharidokra, amelyeket a szervezet elfogyaszt, és a szénhidrátokra, amelyeket nem. tápanyagok például a cellulóz, egyes pektinek a széklettel távoznak a szervezetből).

NÁL NÉL szájüreg az élelmiszert összetörik és homogenizálják (homogénebbé válik, mint a belépés előtt). A táplálékot a nyálmirigyek által kiválasztott nyál befolyásolja. Ptyalin enzimet tartalmaz, és rendelkezik lúgos reakció közeg, melynek köszönhetően megindul a poliszacharidok elsődleges hidrolízise, ​​ami oligoszacharidok (kis n értékű szénhidrátok) képződéséhez vezet.

A keményítő egy része akár diszacharidokká is átalakulhat, ami a kenyér hosszan tartó rágcsálásakor is látható (a savanyú fekete kenyér édeské válik).

A nyállal dúsan kezelt, fogakkal összezúzott étel a nyelőcsövön keresztül táplálékcsomó formájában jut be a gyomorba, ahol a fehérjékre és nukleinsavakra ható enzimeket tartalmazó közeg savas reakciójával gyomornedvvel érintkezik. Szinte semmi sem történik a gyomorban szénhidráttal.

Ezután az élelmiszer kifakad a bél első szakaszába (vékonybél), kezdve patkóbél. Hasnyálmirigy-levet (hasnyálmirigy-váladékot) kap, amely a szénhidrátok emésztését elősegítő enzimek komplexét tartalmazza. A szénhidrátok monoszacharidokká alakulnak, amelyek vízben oldódnak és felszívódnak. Az étkezési szénhidrátok végül megemésztődnek vékonybél, és azon a részen, ahol a bolyhok vannak, felszívódnak a vérben és bejutnak a keringési rendszerbe.

A véráramlással a monoszacharidok a test különböző szöveteibe és sejtjeibe jutnak, de először az összes vér áthalad a májon (ahol megtisztul káros termékek csere). A vérben a monoszacharidok főként alfa-glükóz formájában vannak jelen (de más hexóz izomerek, például fruktóz is előfordulhatnak).

Ha a vércukorszint a normálisnál alacsonyabb, akkor a májban lévő glikogén egy része glükózzá hidrolizálódik. Túlzott tartalom szénhidrát egy súlyos emberi betegséget - a cukorbetegséget - jellemez.

A vérből a monoszacharidok bejutnak a sejtekbe, ahol nagy részüket oxidációra fordítják (a mitokondriumokban), amiben szintetizálódik az ATP, amely a szervezet számára „kényelmes” formában tartalmaz energiát. Az ATP-t használják különféle folyamatok amelyek energiát igényelnek (a szervezet számára szükséges anyagok szintézise, ​​élettani és egyéb folyamatok végrehajtása).

Az élelmiszerekben található szénhidrátok egy része az adott szervezet szénhidrátjainak szintetizálására szolgál, amelyek a sejtszerkezetek kialakításához szükségesek, vagy más vegyületcsoportok anyagainak képződéséhez szükséges vegyületeket (így a zsírok, nukleinsavak stb. szénhidrátból nyerhető). A szénhidrátok zsírokká alakulásának képessége az elhízás egyik oka - egy olyan betegség, amely más betegségek együttesét vonja maga után.

Ezért a felesleges szénhidrátok fogyasztása káros az emberi szervezetre, amit a kiegyensúlyozott étrend megszervezésénél figyelembe kell venni.

Az autotróf növényi szervezetekben a szénhidrát-anyagcsere némileg eltérő. A szénhidrátokat (monocukrot) a szervezet maga szintetizálja belőle szén-dioxidés a víz napenergiával. A di-, oligo- és poliszacharidokat monoszacharidokból szintetizálják. A monoszacharidok egy része részt vesz a nukleinsavak szintézisében. A növényi szervezetek bizonyos mennyiségű monoszacharidot (glükózt) használnak fel a légzési folyamatokban az oxidációhoz, amelyben (mint a heterotróf szervezetekben) az ATP szintetizálódik.

Glikolipidek és glikoproteinek, mint a szénhidrátsejtek szerkezeti és funkcionális összetevői

A glikoproteinek olyan fehérjék, amelyek oligoszacharid (glikán) láncokat tartalmaznak kovalensen kapcsolva a polipeptid gerincéhez. A glükózaminoglikánok ismétlődő diszacharid komponensekből felépülő poliszacharidok, amelyek általában aminocukrokat (glükózamin vagy galaktózamin szulfonált vagy nem szulfonált formában) és uronsavat (glükuron vagy iduron) tartalmaznak. Korábban a glükózaminoglikánokat mukopoliszacharidoknak nevezték. Általában kovalensen kapcsolódnak egy fehérjéhez; egy vagy több glükózaminoglikán fehérjével alkotott komplexét proteoglikánnak nevezzük. A glikokonjugátumok és a komplex szénhidrátok egyenértékű kifejezések, amelyek olyan molekulákat jelölnek, amelyek egy vagy több szénhidrátláncot tartalmaznak kovalens kötéssel egy fehérjéhez vagy lipidhez. A vegyületek ebbe az osztályába tartoznak a glikoproteinek, proteoglikánok és glikolipidek.

Orvosbiológiai jelentősége

Az albumin kivételével szinte minden emberi plazmafehérje glikoprotein. Sok sejtmembrán fehérjét tartalmaz jelentős mennyiségben szénhidrátokat. A vércsoportok anyagai bizonyos esetekben glikoproteineknek bizonyulnak, néha glikoszfingolipidek játszanak ebben a szerepben. Egyes hormonok (pl. chorion gonadotropin) glikoprotein jellegűek. Az utóbbi időben a rákot egyre inkább a kóros génszabályozás eredményeként jellemezték. a fő probléma onkológiai betegségek, metasztázisok, - olyan jelenség, amelyben a rákos sejtek elhagyják kiindulási helyüket (például az emlőmirigyet), a vérárammal együtt eljutnak a test távoli részeire (például az agyba), és korlátlan ideig növekednek. katasztrofális következményekkel jár a beteg számára. Sok onkológus úgy véli, hogy a metasztázisok, legalábbis részben, a felszínen lévő glikokonjugátumok szerkezetében bekövetkező változások következményei. rákos sejtek. Számos betegség (mukopoliszacharidózis) középpontjában a különböző lizoszómális enzimek aktivitásának hiánya áll, amelyek elpusztítják az egyes glikozaminoglikánokat; ennek következtében egy vagy több belőlük felhalmozódik a szövetekben, különböző kóros jeleket és tüneteket okozva. Az ilyen állapotok egyik példája a Hurler-szindróma.

Elosztás és funkciók

A glikoproteinek a legtöbb szervezetben megtalálhatók – a baktériumoktól az emberekig. Sok állati vírus is tartalmaz glikoproteineket, és e vírusok egy részét alaposan tanulmányozták, részben a kutatásban való könnyű felhasználásuk miatt.

A glikoproteinek a fehérjék nagy csoportja, amelyek különféle funkciókat látnak el, a szénhidráttartalom 1 és 85% között változik (tömegegységben). Az oligoszacharid láncok szerepe a glikoproteinek működésében még mindig nem pontosan meghatározott, annak ellenére, hogy ezt a kérdést intenzíven vizsgálják.

A glikolipidek összetett lipidek, amelyek lipidek és szénhidrátok kombinációjából származnak. A glikolipideknek poláris fejük (szénhidrát) és nem poláris farkuk (maradékuk) van. zsírsavak). Ennek köszönhetően a glikolipidek (a foszfolipidekkel együtt) a sejtmembránok részét képezik.

A glikolipidek széles körben elterjedtek a szövetekben, különösen az idegszövetekben, különösen az agyszövetben. Főleg ben találhatók külső felület plazmamembrán, ahol ezek szénhidrát komponensei többek között a sejtfelszíni szénhidrátok.

A glikoszfingolipidek, amelyek a plazmamembrán külső rétegének alkotórészei, részt vehetnek a sejtközi kölcsönhatásokban és érintkezésekben. Ezek egy része antigének, mint például a Forssmann antigén és az AB0 rendszer vércsoportjait meghatározó anyagok. Hasonló oligoszacharid láncokat találtak más plazmamembrán glikoproteinekben is. Számos gangliozid működik receptorként a bakteriális toxinokhoz (például a koleratoxinhoz, amely kiváltja az adenilát-cikláz aktiválását).

A glikolipidek a foszfolipidektől eltérően nem tartalmaznak maradékokat foszforsav. Molekulájukban a galaktóz vagy szulfoglükóz maradékok glikozidos kötéssel kapcsolódnak a diacilglicerinhez.

A monoszacharid- és diszacharid-anyagcsere örökletes rendellenességei

A galaktoszémia egy örökletes anyagcsere-patológia, amelyet a galaktóz metabolizmusában részt vevő enzimek elégtelen aktivitása okoz. A szervezet galaktóz hasznosításának képtelensége súlyos károsodáshoz vezet az emésztési, látási és idegrendszer gyerekek a fiatalon. A gyermekgyógyászatban és a genetikában a galaktoszémia a ritka genetikai betegségek egyike, 10 000-50 000 újszülöttből egy eset fordul elő. A galaktosémia klinikáját először 1908-ban írta le egy gyermek, aki súlyos kimerültség, hepato- és splenomegalia, galaktosuria; a betegség a kezelés abbahagyása után azonnal megszűnt tejes táplálkozás. Később, 1956-ban Hermann Kelker tudós megállapította, hogy a betegség alapja a galaktóz metabolizmusának megsértése. A betegség okai Galactosemia az veleszületett patológia autoszomális recesszív módon öröklődik, vagyis a betegség csak akkor nyilvánul meg, ha a gyermek mindkét szülőtől örökli a hibás gén két példányát. A mutáns génre heterozigóta egyedek a betegség hordozói, de kialakulhatnak bennük is egyéni jellemzők galaktoszémia be enyhe fokozat. A galaktóz glükózzá történő átalakulása (a Leloir metabolikus út) 3 enzim részvételével megy végbe: galaktóz-1-foszfát-uridiltranszferáz (GALT), galaktokináz (GALK) és uridin-difoszfát-galaktóz-4-epimeráz (GALE). Ezen enzimek hiányának megfelelően 1 ( klasszikus változat), a galaktoszémia 2. és 3. típusa.. A galaktoszémia három típusának azonosítása nem esik egybe a Leloir anyagcsereút folyamatában részt vevő enzimek működési sorrendjével. A galaktóz táplálékkal kerül a szervezetbe, és a bélben is képződik a laktóz-diszacharid hidrolízise során. A galaktóz metabolizmusának útja a GALK enzim által galaktóz-1-foszfáttá történő átalakulásával kezdődik. Ezután a GALT enzim részvételével a galaktóz-1-foszfát UDP-galaktózzá (uridil-difoszfogalaktóz) alakul. Ezt követően a GALE segítségével a metabolit UDP - glükózzá (uridil-difoszfoglükóz) alakul át.A nevezett enzimek (GALK, GALT vagy GALE) valamelyikének hiánya esetén a galaktóz koncentrációja a vérben jelentősen megnő, a galaktóz köztes metabolitjai felhalmozódnak a szervezetben, amelyek toxikus károsodást okoznak különféle testek: Központi idegrendszer, máj, vese, lép, belek, szemek stb. A galaktóz anyagcsere megsértése a galaktosémia lényege. Leggyakrabban be klinikai gyakorlat klasszikus (1-es típusú) galaktosémia van, amelyet a GALT enzim hibája és aktivitásának megsértése okoz. A galaktóz-1-foszfát-uridiltranszferáz szintézisét kódoló gén a 2. kromoszóma kolocentromer régiójában található. A gravitáció szerint klinikai lefolyás megkülönböztetni a súlyos, közepes és enyhe fokozat galaktosémia. A súlyos galaktosémia első klinikai tünetei nagyon korán, a gyermek életének első napjaiban jelentkeznek. Röviddel az újszülött táplálása után anyatej vagy tejkeverék hányást és székletzavart (vizes hasmenést) okoz, a mérgezés fokozódik. A gyermek letargikussá válik, megtagadja a mellet vagy az üveget; az alultápláltság és a cachexia gyorsan fejlődik. A gyermeket zavarhatja a puffadás, a bélkólika, a bőséges gázfolyás.A galaktozémiás gyermek neonatológusi vizsgálata során az újszülöttkori reflexek kihalására derül fény. Galaktozémiával a tartós sárgaság korán megjelenik változó mértékben súlyossága és hepatomegalia, a májelégtelenség előrehalad. 2-3 hónapos életkorban lépmegnagyobbodás, májcirrhosis és ascites lép fel. A véralvadási folyamatok megsértése vérzések megjelenéséhez vezet a bőrön és a nyálkahártyákon. A gyermekek korán kezdenek lemaradni a pszichomotoros fejlődésben, azonban galaktoszémia esetén az értelmi károsodás mértéke nem éri el azt a súlyosságot, mint a fenilketonuriában. A galaktosémiás gyermekeknél 1-2 hónapos korban kétoldali szürkehályog észlelhető. A galaktoszémia vesekárosodását glucosuria, proteinuria, hyperaminoaciduria kíséri. A galaktoszémia terminális fázisában a gyermek mély kimerültségben, súlyosan meghal májelégtelenségés a másodlagos fertőzések rétegei. Mérsékelt galaktosémia esetén hányás, sárgaság, vérszegénység, a pszichomotoros fejlődés elmaradása, hepatomegalia, szürkehályog és alultápláltság is megfigyelhető. Az enyhe galaktosémiát a mell megtagadása, a tejfelvétel utáni hányás, a beszédfejlődés késleltetése, a gyermek súlyának és növekedésének elmaradása jellemzi. Azonban még akkor is könnyű pálya galaktosémia, a galaktóz anyagcsere termékei mérgező hatással vannak a májra, ami annak krónikus betegségeihez vezet.

Fruktosémia

A fruktonémia örökletes genetikai betegség ami fruktóz intoleranciát okoz ( gyümölcscukor minden gyümölcsben, bogyóban és egyes zöldségekben, valamint a mézben megtalálható). A fruktoszémia esetén az emberi szervezetben kevés vagy gyakorlatilag nincs enzim (enzimek, fehérje jellegű szerves anyagok, amelyek felgyorsulnak kémiai reakciók szervezetben előforduló), részt vesz a fruktóz lebontásában és asszimilációjában. A betegséget általában a gyermek életének első heteiben és hónapjaiban észlelik, vagy attól a pillanattól kezdve, amikor a gyermek gyümölcsleveket és fruktóz tartalmú ételeket kezd kapni: édes teát, gyümölcslevek, zöldség- és gyümölcspüré. A fruktonémiát autoszomális recesszív öröklődési mód továbbítja (a betegség akkor nyilvánul meg, ha mindkét szülőben szenved). A fiúk és a lányok egyformán gyakran betegek.

A betegség okai

A májban nincs elegendő mennyiségben egy speciális enzim (fruktóz-1-foszfát-aldoláz), amely átalakítja a fruktózt. Ennek eredményeként az anyagcseretermékek (fruktóz-1-foszfát) felhalmozódnak a szervezetben (máj, vese, bélnyálkahártya), és károsító hatásúak. Azt találták, hogy a fruktóz-1-foszfát soha nem rakódik le az agysejtekben és a szemlencsében. A betegség tünetei gyümölcsök, zöldségek vagy bogyók bármilyen formában (levek, nektárok, pürék, frissen, fagyasztva vagy szárítva), valamint méz fogyasztása után jelentkeznek. A megnyilvánulás súlyossága az elfogyasztott élelmiszer mennyiségétől függ.

Letargia, sápadtság bőr. Fokozott izzadás. Álmosság. Hányás. Hasmenés (gyakran terjedelmes (nagy adagok) folyékony széklet). Az édes ételektől való idegenkedés. A hipotrófia (testsúlyhiány) fokozatosan alakul ki. A máj megnagyobbodása. Ascites (folyadék felhalmozódása hasi üreg). Sárgaság (a bőr besárgulása) - néha kialakul. Akut hipoglikémia (olyan állapot, amelyben a glükóz (cukor) szintje jelentősen csökken a vérben) alakulhat ki nagy mennyiségű fruktózt tartalmazó élelmiszer egyidejű fogyasztásával. Jellemzők: A végtagok remegése; görcsök (paraxizmális akaratlan izomösszehúzódások és szélső feszültségük) Eszméletvesztés kómáig (tudathiány és reakció bármilyen ingerre; az állapot veszélyt jelent az emberi életre).

Következtetés

A szénhidrátok jelentősége nagyon nagy az emberi táplálkozásban. Szolgálnak a legfontosabb forrás energiát, a teljes kalóriabevitel 50-70%-át biztosítva.

A szénhidrátok azon képessége, hogy rendkívül hatékony energiaforrást jelentenek, „fehérje-megtakarító” tevékenységük hátterében áll. Bár a szénhidrátok nem tartoznak az alapvető táplálkozási tényezők közé, és aminosavakból és glicerinből képződhetnek a szervezetben, a minimális szénhidrát mennyiség napi adag nem lehet 50-60 g alatt.

Számos betegség szorosan összefügg a károsodott szénhidrát-anyagcserével: diabetes mellitus, galaktosémia, a glikogén depó rendszer megsértése, tej intolerancia stb. Meg kell jegyezni, hogy az emberi és állati testben a szénhidrátok kisebb mennyiségben (a száraz testtömeg legfeljebb 2%-a) vannak jelen, mint a fehérjék és lipidek; a növényi szervezetekben a cellulóznak köszönhetően a száraz tömeg 80%-át a szénhidrátok teszik ki, ezért a bioszférában általában több szénhidrát található, mint az összes többi szerves vegyület együttvéve. élő szervezetek a bolygón, a tudósok úgy vélik, hogy körülbelül akkor, amikor az első szénhidrátvegyület megjelent, megjelent az első élő sejt.

Irodalom

1. Biokémia: tankönyv egyetemek számára / szerk. E.S. Severina - 5. kiadás, - 2009. - 768 p.

2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin biológiai kémia.

3. P.A. Verbolovich "Műhely a szerves, fizikai, kolloid és biológiai kémiáról".

4. Lehninger A. A biokémia alapjai // M.: Mir, 1985

5. Klinikai endokrinológia. Útmutató / N. T. Starkova. - 3. kiadás, átdolgozva és bővítve. - Szentpétervár: Péter, 2002. - S. 209-213. - 576 p.

6. Gyermekbetegségek (2. kötet) - Shabalov N.P. - tankönyv, Péter, 2011

Korrepetálás

Segítségre van szüksége egy téma tanulásához?

Szakértőink tanácsot adnak vagy oktatói szolgáltatásokat nyújtanak az Önt érdeklő témákban.
Jelentkezés benyújtása a téma megjelölésével, hogy tájékozódjon a konzultáció lehetőségéről.

Ez azonban nem meríti ki a szénhidrátok szerepét. Egyes aminosavak molekuláinak szerves részét képezik, részt vesznek az enzimek felépítésében, a nukleinsavak képződésében, előfutárai a zsírok, immunglobulinok, amelyek fontos szerepet játszanak az immunrendszerben, és glikoproteinek - komplexek képződésében szénhidrátok és fehérjék, amelyek a legfontosabb összetevők sejtmembránok. A hialuronsav és más mukopoliszacharidok védőréteget képeznek a testet alkotó összes sejt között.

A szénhidrátok iránti érdeklődést szerkezetük rendkívül összetettsége hátráltatta. Ellentétben a nukleinsavak (nukleotidok) és fehérjék (aminosavak) monomereivel, amelyek csak egy meghatározott módon tudnak egymáshoz kapcsolódni, az oligoszacharidokban és poliszacharidokban lévő monoszacharid egységek többféle módon is kapcsolódhatnak egymáshoz számos különböző pozícióban.

A XX. század második felétől. a szénhidrátok kémiája és biokémiája rohamosan fejlődik, jelentős biológiai jelentőségük miatt.

A szénhidrátok a fehérjékkel és lipidekkel együtt a legfontosabbak kémiai vegyületek amelyek az élő szervezetek részei. Emberekben és állatokban a szénhidrátok fontos funkciókat látnak el: energia (a celluláris tüzelőanyag fő típusa), szerkezeti ( szükséges komponens legtöbb intracelluláris struktúra) és védő (az immunglobulinok szénhidrát komponenseinek részvétele az immunitás fenntartásában).

A szénhidrátok (ribóz, dezoxiribóz) a nukleinsavak szintézisére szolgálnak, nukleotid koenzimek alkotórészei, amelyek rendkívül fontos szerepet játszanak az élőlények anyagcseréjében. Az utóbbi időben egyre nagyobb figyelmet kapnak a szénhidrátot tartalmazó vegyes biopolimerek: glikopeptidek és glikoproteinek, glikolipidek és lipopoliszacharidok, glikolipoproteinek stb. Ezek az anyagok összetett és fontos funkciókat látnak el a szervezetben.

Szóval, kiemelem b A szénhidrátok biológiai jelentősége:

A szénhidrátok plasztikus funkciót töltenek be, vagyis részt vesznek a csontok, sejtek, enzimek felépítésében. 2-3 tömegszázalékot tesznek ki.

A szénhidrátok a fő energiahordozók. Ha 1 gramm szénhidrát oxidálódik, 4,1 kcal energia és 0,4 g víz szabadul fel.

A vér 100-110 mg glükózt tartalmaz. a glükóz koncentrációjától függ ozmotikus nyomás vér.

A pentózok (ribóz és dezoxiribóz) részt vesznek az ATP felépítésében.

A szénhidrátok teljesítenek védő szerep növényekben.

2. A szénhidrátok fajtái

A szénhidrátoknak két fő csoportja van: egyszerű és összetett. Az egyszerű szénhidrátok közé tartozik a glükóz, fruktóz, galaktóz, szacharóz, laktóz és maltóz. Komplex - keményítő, glikogén, rost és pektin.

A szénhidrátokat monoszacharidokra (egyszerű), oligoszacharidokra és poliszacharidokra (komplex) osztják.

1. Monoszacharidok

szőlőcukor

fruktóz

galaktóz

mannóz

2. Oligoszacharidok

Disacharidok

szacharóz (normál cukor, cukornád vagy répa)

malátacukor

izomaltóz

laktóz

laktulóz

3. Poliszacharidok

dextrán

glikogén

· keményítő

cellulóz

galaktomannánok

Monoszacharidok(egyszerű szénhidrátok) a szénhidrátok legegyszerűbb képviselői, és a hidrolízis során nem bomlanak le egyszerűbb vegyületekre. Az egyszerű szénhidrátok könnyen oldódnak vízben és gyorsan emészthetők. Kifejezetten édes ízük van, és a cukrok közé sorolják őket.

A molekulákban lévő szénatomok számától függően a monoszacharidokat triózokra, tetrózokra, pentózokra és hexózokra osztják. Az ember számára a hexózok (glükóz, fruktóz, galaktóz stb.) és a pentózok (ribóz, dezoxiribóz stb.) a legfontosabbak.

Ha két monoszacharid egyesül, diszacharidok képződnek.

Az összes monoszacharid közül a legfontosabb a glükóz, mivel ez egy szerkezeti egység (tégla) a legtöbb élelmiszer-di- és poliszacharid felépítéséhez. A glükóz sejtekbe történő szállítását számos szövetben a hasnyálmirigy-hormon, az inzulin szabályozza.

Emberben a felesleges glükóz elsősorban glikogénné alakul, amely az egyetlen tartalék szénhidrát az állati szövetekben. Az emberi szervezetben a teljes glikogéntartalom körülbelül 500 g - ez a napi szénhidrát készlet, amelyet akkor használnak fel, ha súlyos táplálkozási hiányban szenvednek. A májban a glikogén elhúzódó hiánya a májsejtek működési zavarához és zsíros beszűrődéséhez vezet.

Oligoszacharidok- összetettebb vegyületek, amelyek több (2-10) monoszacharid-maradékból épülnek fel. Disacharidokra, triszacharidokra stb. Az ember számára legfontosabb diszacharidok a szacharóz, a maltóz és a laktóz. Az oligoszacharidok, köztük a raffinóz, sztachióz, verbaszkóz, főként a hüvelyesekben és technológiai feldolgozásuk termékeiben, például szójalisztben, valamint kis mennyiségben sok zöldségben is megtalálhatók. A frukto-oligoszacharidok a gabonákban (búza, rozs), a zöldségekben (hagyma, fokhagyma, articsóka, spárga, rebarbara, cikória), valamint a banánban és a mézben találhatók.

Az oligoszacharidok csoportjába tartoznak a maltodextrinek is, amelyek a poliszacharid alapanyagokból iparilag előállított szirupok és melaszok fő összetevői. Az oligoszacharidok egyik képviselője a laktulóz, amely a tej hőkezelése során laktózból képződik, például sült és sterilizált tej gyártása során.

Az oligoszacharidok gyakorlatilag nem bomlanak le az emberi vékonybélben a megfelelő enzimek hiánya miatt. Emiatt rendelkeznek az élelmi rost tulajdonságaival. Egyes oligoszacharidok alapvető szerepet játszanak a vastagbél normál mikroflórájának életében, ami lehetővé teszi, hogy prebiotikumok közé sorolják őket - olyan anyagok, amelyeket egyes bélmikroorganizmusok részben fermentálnak, és biztosítják a normál bélmikrobiocenózis fenntartását.

Poliszacharidok- nagy molekulatömegű vegyületek-polimerek, amelyek nagyszámú monomerből képződnek, amelyek monoszacharidok maradványai. A poliszacharidok az emberi gyomor-bél traktusban emészthető és emészthetetlenek. Az első alcsoport magában foglalja a keményítőt és a glikogént, a második - különféle vegyületeket, amelyek közül a cellulóz (rost), a hemicilulóz és a pektin anyagok a legfontosabbak az ember számára.

Az oligo- és poliszacharidokat a "komplex szénhidrátok" kifejezéssel kombinálják. A mono- és a diszacharidok édes ízűek, ezért „cukroknak” is nevezik. A poliszacharidoknak nincs édes ízük. A szacharóz édessége más. Ha egy szacharózoldat édességét 100%-nak vesszük, akkor más cukrok ekvimoláris oldatának édessége a következő lesz: fruktóz - 173%, glükóz - 81%, maltóz és galaktóz - 32%, laktóz - 16%.

A fő emészthető poliszacharid a keményítő - a gabonafélék, hüvelyesek és burgonya táplálékalapja. Az étellel elfogyasztott szénhidrátok akár 80%-át teszi ki. Ez egy összetett polimer, amely két frakcióból áll: amilóz - egy lineáris polimer és amilopektin - egy elágazó polimer. Ennek a két frakciónak a különböző nyers keményítőforrásokban való aránya határozza meg annak különböző fizikai-kémiai és technológiai jellemzőit, különösen a vízben való oldhatóságát. eltérő hőmérséklet. A keményítő forrása növényi termékek, elsősorban gabonafélék: gabonafélék, liszt, kenyér és burgonya.

A keményítő szervezet általi felszívódásának elősegítése érdekében a keményítőt tartalmazó terméket hőkezelésnek kell alávetni. Ebben az esetben a keményítőpaszta explicit formában, például zselében, vagy látens formában egy élelmiszer-összetétel részeként jön létre: zabkása, kenyér, tészta, hüvelyes ételek. A táplálékkal a szervezetbe kerülő keményítő poliszacharidok szekvenciálisan mennek keresztül, a szájüregtől kezdve a fermentáción maltodextrinekké, maltózig és glükózig, amit szinte teljes asszimiláció követ.

A második emészthető poliszacharid az glikogén. Tápértéke kicsi - a máj, a hús és a hal összetételében legfeljebb 10-15 g glikogént tartalmaz az étrend. Ahogy a hús érik, a glikogén tejsavvá alakul.

Néhány összetett szénhidrát (rost, cellulóz stb.) egyáltalán nem emésztődik meg az emberi szervezetben. Ennek ellenére ez a táplálkozás szükséges összetevője: serkentik a bélmozgást, formálódnak szék, ezáltal hozzájárul a méreganyagok eltávolításához és a szervezet megtisztulásához. Ezenkívül a rost, bár az ember nem emészti meg, táplálékforrásként szolgál a jótékony bélmikroflóra számára.

Következtetés

A szénhidrátok jelentősége nagyon nagy az emberi táplálkozásban. A legfontosabb energiaforrásként szolgálnak, a teljes kalóriabevitel akár 50-70%-át is biztosítják.

A szénhidrátok azon képessége, hogy rendkívül hatékony energiaforrást jelentenek, „fehérje-megtakarító” tevékenységük hátterében áll. Bár a szénhidrátok nem tartoznak az alapvető táplálkozási tényezők közé, és aminosavakból és glicerinből képződhetnek a szervezetben, a napi étrendben a minimális szénhidrátmennyiség nem lehet kevesebb 50-60 g-nál.

Számos betegség szorosan összefügg a károsodott szénhidrát-anyagcserével: diabetes mellitus, galaktosémia, a glikogén depó rendszer megsértése, tej intolerancia stb. Meg kell jegyezni, hogy az emberi és állati testben a szénhidrátok kisebb mennyiségben (a száraz testtömeg legfeljebb 2%-a) vannak jelen, mint a fehérjék és lipidek; a növényi szervezetekben a cellulóz miatt a szénhidrátok a száraz tömeg 80%-át teszik ki, ezért általában több szénhidrát található a bioszférában, mint az összes többi szerves vegyület együttvéve.

Bibliográfia

1. A dietetika kézikönyve / szerk. A.A. Pokrovsky, M.A. Samsonov. - M.: Orvostudomány, 1981

2. Népszerű a táplálkozásról. Szerk. A.I. Stolmakova, I.O. Martynyuk, Kijev, "Egészség", 1990

3. Koroljev A.A. Élelmiszer-higiénia – 2. kiadás. Átdolgozva és további - M.: "Akadémia", 2007

4. Aureden L. Hogyan váljunk széppé. - M.: Topikal, 1995

5. http://hudeemtut.ru

6. Lehninger A. A biokémia alapjai // M.: Mir, 1985.

), nem korlátozódnak az emberi test bármely funkciójának ellátására. Amellett, hogy energiát ad a szénhidrátok fő funkcionális szerepe, a szív, a máj, az izmok és a központi idegrendszer normál működéséhez is szükségesek. Fontos összetevői a fehérje- és zsíranyagcsere szabályozásának.

A szénhidrátok főbb biológiai funkciói, miért van rájuk szükség a szervezetben

1. Energia funkció.
   A szénhidrátok fő funkciója az emberi szervezetben. Ezek a fő energiaforrások a sejtekben végbemenő minden típusú munkához. A szénhidrátok lebontásakor a felszabaduló energia hőként disszipálódik vagy ATP molekulákban raktározódik. A szénhidrátok a szervezet napi energiafelhasználásának és az agy összes energiafelhasználásának mintegy 50-60%-át biztosítják (a máj által felszabaduló glükóz kb. 70%-át az agy veszi fel). 1 g szénhidrát oxidációja során 17,6 kJ energia szabadul fel. A szervezet fő energiaforrásaként szabad glükózt vagy tárolt szénhidrátokat használnak glikogén formájában.
2. Műanyag (konstrukciós) funkció.
   A szénhidrátokat (ribóz, dezoxiribóz) ADP, ATP és más nukleotidok, valamint nukleinsavak építésére használják. Egyes enzimek részét képezik. Az egyes szénhidrátok az szerkezeti elemek sejtmembránok. A glükóz átalakulás termékei (glükuronsav, glükózamin stb.) a porc és más szövetek poliszacharidjainak és komplex fehérjéinek részét képezik.
3. tárolási funkció.
   A szénhidrátok raktározódnak (felhalmozódnak) a vázizmokban (legfeljebb 2%), a májban és más szövetekben glikogén formájában. Nál nél jó táplálkozás a glikogén akár 10%-a is felhalmozódhat a májban, és kedvezőtlen körülmények között tartalma a máj tömegének 0,2%-ára csökkenhet.
4. védő funkció.
   Az összetett szénhidrátok az immunrendszer összetevőinek részét képezik; A mukopoliszacharidok olyan nyálkahártyákban találhatók, amelyek lefedik az orr, a hörgők, az emésztőrendszer, a húgyutak ereinek felületét, és megvédik a baktériumok és vírusok behatolásától, valamint a mechanikai sérülésektől.
5. szabályozó funkciója.
   A glikoproteinek membránreceptorainak részét képezik. A szénhidrátok részt vesznek a szervezet ozmotikus nyomásának szabályozásában. Így a vér 100-110 mg/% glükózt tartalmaz, a vér ozmotikus nyomása a glükóz koncentrációjától függ. A táplálékból származó rostok nem bomlanak le (emésztődnek) a belekben, de aktiválják a bélmozgást, az emésztőrendszerben használt enzimeket, javítva az emésztést és a tápanyagok felszívódását.

Szénhidrát csoportok

• Egyszerű (gyors) szénhidrátok
  Kétféle cukor létezik: monoszacharidok és diszacharidok. A monoszacharidok egyet tartalmaznak cukorcsoport mint a glükóz, fruktóz vagy galaktóz. A diszacharidokat két monoszacharid maradéka képezi, és különösen a szacharóz (közönséges asztali cukor) és a laktóz képviseli őket. Gyorsan növelik a vércukorszintet és magas a glikémiás indexük.
• Összetett (lassú) szénhidrátok
  A poliszacharidok három vagy több molekulát tartalmazó szénhidrátok egyszerű szénhidrátok. Az ilyen típusú szénhidrátok közé tartoznak különösen a dextrinek, keményítők, glikogének és cellulózok. A poliszacharidok forrásai a gabonafélék, hüvelyesek, burgonya és más zöldségek. Fokozatosan növelje a glükóztartalmat, és legyen alacsony glikémiás indexe.
• Emészthetetlen (rostos)
  A rostok (élelmi rostok) nem látják el energiával a szervezetet, de óriási szerepet töltenek be az életében. Főleg ben található növényi termékek alacsony vagy nagyon alacsony tartalom Szahara. Meg kell jegyezni, hogy a rostok lelassítják a szénhidrátok, fehérjék és zsírok felszívódását (hasznos lehet a fogyáshoz). Az áramforrás a hasznos baktériumok bél (mikrobióma)

A szénhidrátok fajtái

Monoszacharidok

• Szőlőcukor
  Egy monoszacharid, színtelen, édes ízű kristályos anyag, szinte minden szénhidrátláncban megtalálható.
• Fruktóz
  Az ingyenes gyümölcscukor szinte minden édes bogyóban és gyümölcsben megtalálható, a cukrok közül a legédesebb.
• Galaktóz
  Nem található itt szabad forma; a glükózhoz kapcsolódó formában laktózt, tejcukrot képez.

diszacharidok

• szacharóz
  A fruktóz és glükóz kombinációjából álló diszacharid jól oldódik. A bélbe kerülve ezekre az összetevőkre bomlik, amelyek aztán felszívódnak a vérbe.
• Laktóz
  A tejcukor, a diszacharid csoport szénhidrátja, megtalálható a tejben és a tejtermékekben.
• Malátacukor
  A malátacukor könnyen felszívódik az emberi szervezetben. Két glükózmolekula kombinálásával jön létre. A maltóz az emésztés során a keményítők lebomlásából származik.

Poliszacharidok

• Keményítő
  Fehér por, hideg vízben nem oldódik. A keményítő a legnagyobb mennyiségben előforduló szénhidrát az emberi táplálkozásban, és számos alapvető élelmiszerben megtalálható.
• Cellulóz
  Az összetett szénhidrátok merev növényi struktúrák. Összetevő növényi táplálék, mely az emberi szervezetben nem emésztődik meg, de létfontosságú tevékenységében és emésztésében óriási szerepet játszik.
• maltodextrin
  Fehér vagy krémszínű, édeskés ízű por, vízben jól feloldódunk. Ez a növényi keményítő enzimatikus lebontásának közbenső terméke, amelynek eredményeként a keményítőmolekulák fragmensekre - dextrinekre - osztódnak.
• glikogén
  Glükózmaradékok által képzett poliszacharidok; a fő tartalék szénhidrát, a szervezeten kívül sehol nem található. A glikogén olyan energiatartalékot képez, amely szükség esetén gyorsan mozgósítható az emberi szervezet hirtelen fellépő glükózhiányának kompenzálására.

A M E N U G L E W O D O V-RŐL

MD E.I.Kononov

A szénhidrátok osztályozása és biológiai szerepe

A szénhidrátok az emberi szövetek teljes száraz tömegének jelentéktelen részét teszik ki - legfeljebb 2%, míg például a fehérjék a száraz testtömeg legfeljebb 45% -át teszik ki. A szénhidrátok azonban működnek a szervezetben egész sor létfontosságú funkciókat, részt vesz a szervek és szövetek szerkezeti és anyagcsere-szervezésében.

Kémiai szempontból a szénhidrátok többértékű aldehid- vagy ketoalkoholok vagy ezek polimerjei, és a polimerekben lévő monomer egységek glikozidos kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz.

1.1. A szénhidrátok osztályozása.

A szénhidrátok három nagy csoportra oszthatók: monoszacharidok és származékaik, oligoszacharidok és poliszacharidok.

1.1.1. A monoszacharidokat pedig egyrészt a karbonilcsoport természete szerint aldózokra és ketózokra, másrészt a molekulában lévő szénatomok száma szerint osztják triózokra, tetrózokra, pentózokra stb. A monoszacharidoknak általában triviális neveik vannak: glükóz, galaktóz, ribóz, xilóz stb. Ugyanebbe a vegyületcsoportba tartoznak a monoszacharidok különféle származékai, amelyek közül a legfontosabbak a monoszacharidok foszforsav-észterei [glükóz-6-foszfát, fruktóz-1,6 - biszfoszfát, ribóz-5-foszfát stb.], uronsavak [galakturon, glükuron, iduron stb.], aminocukrok

[glükózamin, galaktózamin stb.], uronsavak szulfatált származékai, aminocukrok acetilezett származékai stb. A monomerek és származékaik összmennyisége több tucat vegyület, ami nem alacsonyabb, mint az egyes aminosavak mennyisége. test.

1.1.2. Oligoszacharidok, amelyek olyan polimerek, amelyek monomer egységei monoszacharidok vagy származékaik. Az egyes monomerblokkok száma egy polimerben elérheti a másfél vagy kettő / nem több, mint / tíz. A polimerben lévő összes monomer egység glikozidos kötésekkel kapcsolódik. Az oligoszacharidokat viszont homooligoszacharidokra osztják, amelyek azonos monomer blokkokból állnak [maltóz], és heterooligoszacharidokra - különböző monomer egységeket [laktóz] tartalmaznak. Az oligoszacharidok többnyire összetettebb molekulák - glikolipidek vagy glikoproteinek - szerkezeti összetevőiként találhatók meg a szervezetben. A maltóz szabad formában megtalálható az emberi szervezetben, a maltóz pedig a glikogén és a laktóz lebontásának köztes terméke, amely tartalék szénhidrátként szerepel a szoptató nők tejében. Az emberi szervezetben található oligoszacharidok nagy része glikolipidek és glikoproteinek heterooligoszacharidjai. Rendkívül változatos szerkezetűek, mind a bennük lévő monomer egységek sokfélesége, mind az oligomerben lévő monomerek közötti glikozidkötések sokfélesége miatt.

1.1.3. Poliszacharidok, amelyek monoszacharidokból vagy származékaikból felépülő polimerek, amelyek glikozidos kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, és a monomer egységek száma több tíztől több tízezerig terjed. Ezek a poliszacharidok azonos monomer egységekből állhatnak, pl. lehetnek homopoliszacharidok, vagy tartalmazhatnak különböző monomer egységeket - akkor heteropoliszacharidokról van szó. Az emberi szervezet egyetlen homopoliszacharidja a glikogén, amely a következőkből áll maradékok a-D- glükóz. A heteropoliszacharidok készlete változatosabb - a hialuronsav, a kondroitin-szulfátok, a keratán-szulfát, a dermatán-szulfát, a heparán-szulfát és a heparin jelen vannak a szervezetben. A felsorolt ​​heteropoliszacharidok mindegyike monomer egységek egyedi halmazából áll, tehát a fő monomer egységek hialuronsav glükuronsav és N-acetil-glükózamin, míg a heparin szulfatált glükózamint és szulfatált iduronsavat tartalmaz.

1.2. Különböző csoportokba tartozó szénhidrátok funkciói A szénhidrátok szervezetben betöltött funkciói sokrétűek, és természetesen eltérőek a különböző vegyületcsoportok esetében. A monoszacharidok és származékaik egyrészt energiafunkciót töltenek be: ezeknek a vegyületeknek az oxidatív lebontása biztosítja a szervezet számára a szükséges energia 55-60%-át4. Másodszor, a monoszacharidok és származékaik lebontásának közbenső termékeit a sejtekben használják fel a szintézishez.

a sejt számára szükséges egyéb anyagok, beleértve a más osztályokba tartozó vegyületeket is; Így a glükóz anyagcsere közbenső termékeiből in

a sejtek képesek szintetizálni lipideket és nem esszenciális aminosavakat, ez utóbbi esetben azonban további atomforrásra van szükség.

mov nitrogén aminocsoportok. Harmadszor, a monoszacharidok és származékaik teljesítenek szerkezeti funkciója, amelyek más monomer egységei

kisebb, összetettebb molekulák, például poliszacharidok vagy nukleotidok.

fő funkció A heterooligoszacharidok egy szerkezeti funkció - a glikoproteinek és glikolipidek szerkezeti összetevői. Ebben a minőségben a heterooligoszacharidok részt vesznek a glikoproteinek számos funkciójának végrehajtásában: szabályozó [hipofízis hormonok, tirotropin és gonadotropinok - glikoproteinek], kommunikatív [sejtreceptorok - glikoproteinek], védő [antitestek - glikoproteinek]. Ezenkívül a glikolipidek és glikoproteinek részét képező heterooligoszacharid blokkok részt vesznek a sejtmembránok képződésében, így például a sejtszerkezet olyan fontos elemét képezik, mint a glikokalix.

A glikogén, az egyetlen homopoliszacharid, amely jelen van az állati szervezetben, tartalék funkciót lát el. ráadásul nem csak energiatartalék, hanem műanyag tartalék is. A glikogén változó mennyiségben jelen van az emberi test szinte minden sejtjében. A máj glikogénkészlete a szerv nyers tömegének 3-5% -a [néha akár 10% is lehet], és az izmokban lévő tartalma legfeljebb 1% teljes súly szövetek. Tekintettel ezeknek a szerveknek a tömegére, a májban lévő glikogén teljes mennyisége 150-200 g, az izmokban lévő glikogénraktárak pedig akár 600 g is lehetnek.

A heteropoliszacharidok szerkezeti funkciót töltenek be a szervezetben, a glizaminoproteoglikánok részét képezik; ez utóbbiak a szerkezeti fehérjékkel, például a kollagénnel vagy az elasztinnal együtt különböző szervek és szövetek intercelluláris anyagát alkotják. A hálózatos szerkezetű glikozaminoproteoglikán aggregátumok molekuláris szűrőként működnek, amelyek megakadályozzák vagy erősen gátolják a makromolekulák mozgását az intercelluláris környezetben. Ezenkívül a heteropoliszacharid molekulák szerkezetében számos poláris és negatív töltésű csoport található, amelyeknek köszönhetően képesek kötődni nagyszámú víz és kationok, amelyek egyfajta raktárként szolgálnak ezeknek a molekuláknak.

A szervezetben jelenlévő egyes szénhidrátok funkciói nagyon specifikusak. Tehát a heparin egy természetes véralvadásgátló - megakadályozza a véralvadást az edényekben, és a laktóz, mint már említettük, tartalék szénhidrát a női tejben.

2. Exogén szénhidrátok asszimilációja

NÁL NÉL normál körülmények között Az emberek fő szénhidrátforrásai az élelmiszerből származó szénhidrátok. napi szükséglet szénhidrátban körülbelül 400 g, és nagyon kívánatos. hogy a könnyen emészthető szénhidrátok [glükóz, szacharóz, laktóz stb.] az étrendben lévő teljes mennyiségük legfeljebb 25%-át teszik ki. Az élelmiszerek emésztési folyamata során minden szénhidrát jellegű exogén polimer monomerekre bomlik, ami megfosztja ezeket a polimereket a fajspecifikusságtól, és csak a monoszacharidok és származékaik kerülnek a bélből a test belső környezetébe; ezeket a monomereket a továbbiakban szükség szerint használják humán-specifikus oligo- vagy poliszacharidok szintéziséhez.

A keményítő vagy élelmiszer-glikogén lebomlása már a szájüregben megindul a nyál amiláz és maltáz ezen homopoliszacharidokra gyakorolt ​​hatására, de ez a folyamat nem jelentős, mivel a táplálék nagyon rövid ideig van a szájüregben. A gyomorban az emésztés során a környezet savas és a nyál amiláza,

gyomorba esve vele együtt élelmiszer-bolus gyakorlatilag nem működik. Az élelmiszerekben lévő keményítő és glikogén nagy része a vékonybélben bomlik le a hasnyálmirigy-amiláz hatására diszacharidokká maltóz és izomaltóz. A keletkező diszacharidok glükózzá bomlanak le a bélfal által kiválasztott enzimek, a maltáz és az izomaltáz részvételével. A maltáz katalizálja az a-1,4-glikozidos kötések hidrolízisét, az izomaltáz pedig az a-1,6-glikozidos kötések hidrolízisét.

A táplálékkal bevitt szacharóz a bélben a szacharáz enzim közreműködésével glükózra és fruktózra, a beérkező laktóz pedig a laktáz enzim hatására glükózra és galaktózra bomlik. Mindkét enzimet a bélfal választja ki.

A heterooligoszacharidok vagy heteropoliszacharidok hasítási folyamatait kevéssé tanulmányozták. Nyilvánvaló, hogy a bélfal olyan glikozidázokat választ ki, amelyek képesek az ezekben a polimerekben jelenlévő a- és b-glikozidkötéseket elszakítani.

A monoszacharidok felszívódása a vékonybélben történik, és a különböző monoszacharidok felszívódási sebessége jelentősen eltér. Ha a glükóz abszorpciós sebességét 100-nak vesszük, akkor a galaktóz abszorpciós sebessége 110, a fruktózé - 43, a mannózé - 19, a xilózé - 15. Általánosan elfogadott, hogy a glükóz és galaktóz felszívódása aktív anyagok részvételével történik. transzportmechanizmusok, a fruktóz és ribóz abszorpciója - a könnyített diffúzió mechanizmusával, valamint a mannóz vagy xilóz abszorpciója az egyszerű diffúzió mechanizmusával. A felszívódott glükóz megközelítőleg 90%-a az enterocitákból közvetlenül a vérbe kerül, 10%-a pedig a nyirokba kerül, azonban a jövőben ez a glükóz is a vérbe kerül.

Meg kell jegyezni, hogy a szénhidrátok teljesen kizárhatók az étrendből. Ebben az esetben a szervezet számára szükséges összes szénhidrát nem szénhidrát vegyületekből szintetizálódik a sejtekben a glükoneogenezisnek nevezett folyamatok során.