Klasifikimi i karbohidrateve roli biologjik. Rreth formës strukturore
Qëllimi i studimit të temës: fitojnë njohuri për veçoritë strukturore dhe vetitë e karbohidrateve, rolin e tyre biologjik në organizëm, si dhe rolin e karbohidrateve ushqimore dhe karbohidrateve rezervë të trupit të njeriut gjatë proceseve të rikuperimit të organizmit pas aktivitetit fizik.
Pyetje të synuara arsimore (plani i vetë-studimit mbi temën)
Karakteristikat e përgjithshme të karbohidrateve.
Veçoritë e strukturës kimike të mono-, di- dhe polisaharideve të përfshira në produktet ushqimore dhe të formuara në trupin e njeriut.
Roli biologjik i karbohidrateve, përmbajtja e tyre në inde dhe organe të ndryshme të trupit të njeriut.
Shndërrimet enzimatike të karbohidrateve në sistemin tretës.
Transporti i karbohidrateve nëpër membranat qelizore.
Norma e karbohidrateve në dietë, koncepti i indeksit glicemik.
Objektivat
Bazuar në njohuritë për strukturën dhe vetitë kimike të mono-, i- dhe polisaharideve, mësoni të shpjegoni ndryshimet midis karbohidrateve që janë pjesë e ushqimit dhe karbohidrateve në trupin e njeriut.
Bazuar në njohuritë për fazat kryesore të transformimeve biokimike të karbohidrateve në procesin e tretjes dhe përthithjes, zgjidhni metodat e përdorimit të karbohidrateve dietike për të përmirësuar performancën dhe për të përshpejtuar proceset e rikuperimit pas aktivitetit fizik.
Udhëzime për studimin e temës
Kur punoni në materialin për këtë temë, para së gjithash, duhet të zbuloni se nga cilat karakteristika substancat i përkasin klasës së karbohidrateve, merrni parasysh strukturat ciklike dhe aciklike të monosakarideve, pasi monosakaridet janë baza për ndërtimin e molekulave të më shumë karbohidratet komplekse. Këshillohet që të filloni përcaktimin e veçorive karakteristike të monosakarideve duke identifikuar grupet funksionale. Të gjithë monosakaridet përmbajnë një grup karbonil -C = O dhe disa hidrokside alkooli -OH, pra janë aldehide ose keto alkoole.
Origjina e emrit "Karbohidratet" është për faktin se, duke gjykuar nga formula empirike, shumica e përbërjeve në këtë klasë janë komponime të karbonit me ujë. Pra, formula empirike për glukozën ME 6 N 12 RRETH 6 =(CH 2 RRETH) 6 , dhe shumica e karbohidrateve të zakonshme mund të karakterizohen me formulën e përgjithshme (SN 2 RRETH) n, n>3. Nëse karbonili ndodhet në fund të zinxhirit të karbonit, ai formon një grup aldehid dhe monosakaridi quhet aldozë. Shumica e aldozave mund të përfaqësohen me formulën e përgjithshme CH 2 OH-(SNON) n -COH
Nëse karbonili ndodhet midis atomeve të karbonit, ai është një grup keton dhe monosakaridi quhet ketozë. Ketozat korrespondojnë me formulën e përgjithshme CH 2 OH-CO-(CHOH) n -SN 2 AI.
1. Roli biologjik i karbohidrateve
Energjisë. Kur karbohidratet shpërbëhen, energjia e çliruar shpërndahet si nxehtësi ose ruhet në molekulat ATP. Karbohidratet sigurojnë rreth 50-60% të konsumit ditor të energjisë të trupit, dhe gjatë aktivitetit të qëndrueshmërisë muskulare - deri në 70%. Kur oksidohet 1 g karbohidrate, lirohet 17 kJ energji (4,1 kcal). Rezervat e lira të glukozës ose karbohidrateve në formën e glikogjenit përdoren si burimi kryesor i energjisë.
Plastike. Karbohidratet (riboza, deoksiriboza) përdoren për të ndërtuar ATP, ADP dhe nukleotide të tjera, si dhe acide nukleike. Ato janë pjesë e disa enzimave. Karbohidratet individuale janë përbërës të membranave qelizore. Produktet e konvertimit të glukozës (acidi glukuronik, glukozamina, etj.) janë pjesë e polisaharideve dhe proteinave komplekse të kërcit dhe indeve të tjera.
Rezervë. Karbohidratet ruhen në muskujt skeletorë, mëlçisë dhe indeve të tjera në formën e glikogjenit. Rezervat e saj varen nga pesha e trupit, gjendje funksionale trupi, modeli ushqimor. Gjatë aktivitetit të muskujve, rezervat e glikogjenit zvogëlohen ndjeshëm, dhe gjatë periudhës së pushimit pas punës ato rikthehen. Aktiviteti sistematik i muskujve çon në një rritje të rezervave të glikogjenit, gjë që rrit aftësitë energjetike të trupit.
Mbrojtëse. Karbohidratet komplekse janë pjesë e sistemit imunitar; mukopolisakaridet gjenden në substancat mukoze që mbulojnë sipërfaqen e enëve të gjakut, bronkeve, traktit tretës dhe traktit gjenitourinar dhe mbrojnë nga depërtimi i baktereve, viruseve, si dhe dëmtimeve mekanike.
Specifike. Disa karbohidrate përfshihen në sigurimin e specifikave të grupeve të gjakut, veprojnë si antikoagulantë dhe janë receptorë për një sërë hormonesh ose substancave farmakologjike, kanë një efekt antitumor.
Rregullatore. Fibrat në ushqim nuk shpërbëhen në zorrët, por aktivizohen lëvizshmëria e zorrëve, enzimat e aparatit tretës, përthithja e lëndëve ushqyese.
Prezantimi
karbohidratet glikolipide biologjike
Karbohidratet janë klasa më e gjerë dhe më e bollshme në Tokë. komponimet organike, të cilat janë pjesë e të gjithë organizmave dhe janë të nevojshme për jetën e njerëzve dhe kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave. Karbohidratet janë produktet kryesore të fotosintezës; në ciklin e karbonit ato shërbejnë si një lloj ure midis përbërjeve inorganike dhe organike. Karbohidratet dhe derivatet e tyre në të gjitha qelizat e gjalla luajnë rolin e materialit plastik dhe strukturor, furnizues të energjisë, substrate dhe rregullatorë për proceset biokimike. Karbohidratet jo vetëm që bëjnë funksioni ushqyes në organizmat e gjallë kryejnë edhe funksione mbështetëse dhe strukturore. Karbohidratet ose derivatet e tyre gjenden në të gjitha indet dhe organet. Ato janë pjesë e membranave qelizore dhe formacioneve nënqelizore. Ata marrin pjesë në sintezën e shumë substancave të rëndësishme.
Rëndësia
Aktualisht, kjo temë është e rëndësishme sepse karbohidratet janë të nevojshme për trupin, pasi ato janë pjesë e indeve të tij dhe kryejnë funksione të rëndësishme: - janë furnizuesi kryesor i energjisë për të gjitha proceset në trup (ato mund të zbërthehen dhe të japin energji edhe në mungesë të oksigjenit); - e nevojshme për përdorim racional proteinat (me mungesë të karbohidrateve, proteinat përdoren për qëllime të tjera: ato bëhen burim energjie dhe pjesëmarrës në disa reaksione të rëndësishme kimike); - e lidhur ngushtë me metabolizmin e yndyrës (nëse hani shumë karbohidrate, më shumë se sa mund të shndërrohet në glukozë ose glikogjen (që ruhet në mëlçi dhe muskuj), atëherë rezultati është yndyra. Kur trupi ka nevojë për më shumë karburant, yndyra konvertohet kthehet në glukozë dhe pesha e trupit zvogëlohet); - veçanërisht e nevojshme për trurin jetë normale(Nëse ind muskulor mund të grumbullojë energji në formën e depozitave të yndyrës, truri nuk mund ta bëjë këtë; varet tërësisht nga marrja e rregullt e karbohidrateve në trup); - janë pjesë integrale molekulat e disa aminoacideve, marrin pjesë në ndërtimin e enzimave, në formimin e acideve nukleike etj.
Koncepti dhe klasifikimi i karbohidrateve
Karbohidratet janë substanca me formulë të përgjithshme C n (H 2O) m , ku n dhe m mund të kenë kuptime të ndryshme. Emri "karbohidrate" pasqyron faktin se hidrogjeni dhe oksigjeni janë të pranishëm në molekulat e këtyre substancave në të njëjtin raport si në molekulën e ujit. Përveç karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit, derivatet e karbohidrateve mund të përmbajnë elementë të tjerë, siç është azoti.
Karbohidratet janë një nga grupet kryesore të substancave organike në qeliza. Ato janë produktet parësore të fotosintezës dhe produktet fillestare të biosintezës së substancave të tjera organike në bimë (acidet organike, alkoolet, aminoacidet, etj.), dhe gjenden gjithashtu në qelizat e të gjithë organizmave të tjerë. Në një qelizë shtazore, përmbajtja e karbohidrateve është brenda 1-2%, në qelizat bimore mund të arrijë në disa raste 85-90% të masës së lëndës së thatë.
Ekzistojnë tre grupe të karbohidrateve:
· monosakaride ose sheqerna të thjeshta;
· oligosakaride - komponime që përbëhen nga 2-10 molekula të sheqernave të thjeshta të lidhura në seri (për shembull, disakaride, trisakaride, etj.).
· polisaharidet përbëhen nga më shumë se 10 molekula sheqernash të thjeshtë ose derivatet e tyre (niseshte, glikogjen, celulozë, kitinë).
Monosakaridet (sheqerna të thjeshta)
Në varësi të gjatësisë së skeletit të karbonit (numri i atomeve të karbonit), monosakaridet ndahen në trioza (C 3), tetrozë (C 4), pentoza (C 5), heksoze (C 6), heptoza (C7 ).
Molekulat e monosakarideve janë ose alkoole aldehide (aldoza) ose keto alkoole (ketoza). Vetitë kimike të këtyre substancave përcaktohen kryesisht nga grupet aldehide ose ketonike që përbëjnë molekulat e tyre.
Monosakaridet janë shumë të tretshëm në ujë dhe kanë një shije të ëmbël.
Kur treten në ujë, monosakaridet, duke filluar me pentozat, marrin një formë unaze.
Strukturat ciklike të pentozave dhe heksozave janë forma të zakonshme: në çdo moment të caktuar, vetëm një pjesë e vogël e molekulave ekziston në formën e "zinxhirit të hapur". Oligo- dhe polisakaridet përfshijnë gjithashtu forma ciklike të monosakarideve.
Përveç sheqernave, në të cilët të gjithë atomet e karbonit janë të lidhur me atomet e oksigjenit, ka sheqerna pjesërisht të reduktuara, më i rëndësishmi prej të cilëve është deoksiriboza.
Oligosakaridet
Kur hidrolizohen, oligosakaridet formojnë disa molekula të sheqernave të thjeshta. Në oligosakaridet, molekulat e sheqernave të thjeshta lidhen me të ashtuquajturat lidhje glikozidike, duke lidhur atomin e karbonit të një molekule përmes oksigjenit me atomin e karbonit të një molekule tjetër.
Oligosakaridet më të rëndësishme përfshijnë maltozën (sheqerin e maltit), laktozën ( sheqer qumështi) dhe saharozë (sheqer kallami ose panxhar). Këto sheqerna quhen edhe disakaride. Sipas vetive të tyre, disaharidet janë blloqe të monosakarideve. Ato treten mirë në ujë dhe kanë një shije të ëmbël.
Polisakaridet
Këto janë biomolekula polimer me peshë të lartë molekulare (deri në 10,000,000 Da) që përbëhen nga numer i madh monomeret - sheqernat e thjeshta dhe derivatet e tyre.
Polisakaridet mund të përbëhen nga monosakaride të një ose tipe te ndryshme. Në rastin e parë ato quhen homopolisakaride (niseshte, celulozë, kitinë, etj.), Në të dytën - heteropolisakaride (heparinë). Të gjithë polisaharidet janë të patretshëm në ujë dhe nuk kanë një shije të ëmbël. Disa prej tyre janë të afta për ënjtje dhe mukus.
Polisakaridet më të rëndësishme janë si më poshtë.
Celuloza- një polisaharid linear i përbërë nga disa zinxhirë paralelë të drejtë të lidhur me lidhje hidrogjeni. Çdo zinxhir formohet nga mbetjet e β-D-glukozës. Kjo strukturë pengon depërtimin e ujit dhe është shumë elastike, gjë që siguron qëndrueshmërinë e membranave qelizore bimore, të cilat përmbajnë 26-40% celulozë.
Celuloza shërben si ushqim për shumë kafshë, baktere dhe kërpudha. Megjithatë, shumica e kafshëve, përfshirë njerëzit, nuk mund ta tresin celulozën sepse ato përmbajnë traktit gastrointestinal Nuk ka enzimë celulazë, e cila e zbërthen celulozën në glukozë. Në të njëjtën kohë, fibrat e celulozës luajnë një rol të rëndësishëm në të ushqyerit, pasi ato i japin ushqimit konsistencë të madhe dhe të trashë dhe stimulojnë lëvizshmërinë e zorrëve.
Niseshte dhe glikogjen. Këto polisaharide janë format kryesore të ruajtjes së glukozës në bimë (niseshte), kafshë, njerëz dhe kërpudha (glikogjen). Kur ato hidrolizohen, në organizma formohet glukoza, e cila është e nevojshme për proceset jetësore.
Kitini formuar nga molekulat β-glukozë, në të cilat grupi i alkoolit në atomin e dytë të karbonit zëvendësohet nga një grup që përmban azot NHCOCH 3. Zinxhirët e tij të gjatë paralelë, si zinxhirët e celulozës, mblidhen në tufa. Chitin - kryesore element strukturor integumentet e artropodëve dhe muret qelizore të kërpudhave.
Përshkrim i shkurtër i rolit ekologjik dhe biologjik të karbohidrateve
Duke përmbledhur materialin e diskutuar më sipër në lidhje me karakteristikat e karbohidrateve, mund të nxjerrim përfundimet e mëposhtme për rolin e tyre ekologjik dhe biologjik.
1. Ata kryejnë një funksion ndërtimi, si në qeliza ashtu edhe në trup në tërësi për faktin se janë pjesë e strukturave që formojnë qelizat dhe indet (kjo është veçanërisht tipike për bimët dhe kërpudhat), për shembull, membranat qelizore. , membrana të ndryshme etj etj., përveç kësaj, karbohidratet marrin pjesë në formimin e substancave biologjikisht të nevojshme që formojnë një sërë strukturash, për shembull, në formimin e acideve nukleike që përbëjnë bazën e kromozomeve; karbohidratet janë pjesë e proteinave komplekse - glikoproteinave, të cilat kanë një rëndësi të caktuar në formimin e strukturave qelizore dhe substancës ndërqelizore.
2. Funksioni më i rëndësishëm i karbohidrateve është funksioni trofik, i cili konsiston në faktin se shumë prej tyre janë produkte ushqimore të organizmave heterotrofikë (glukozë, fruktozë, niseshte, saharozë, maltozë, laktozë etj.). Këto substanca, në kombinim me komponime të tjera, formohen produkte ushqimore, të përdorura nga njerëzit (drithëra të ndryshme; frutat dhe farat e bimëve individuale, të cilat përfshijnë karbohidratet në përbërjen e tyre, janë ushqim për zogjtë, dhe monosakaridet, duke hyrë në një cikël transformimesh të ndryshme, kontribuojnë në formimin e karbohidrateve të tyre, karakteristikë e të një organizmi të caktuar, si dhe komponimet e tjera organo-biokimike (yndyrnat, aminoacidet (por jo proteinat e tyre), acidet nukleike etj.).
3. Karbohidratet karakterizohen gjithashtu nga një funksion energjetik, i cili konsiston në faktin se monosakaridet (në veçanti glukoza) oksidohen lehtësisht në organizma (produkti përfundimtar i oksidimit është CO 2dhe N 2O), në këtë rast çlirohet një sasi e madhe energjie, e shoqëruar me sintezën e ATP.
4. Ato gjithashtu kanë një funksion mbrojtës, që konsiston në faktin se strukturat (dhe organele të caktuara në qelizë) lindin nga karbohidratet që mbrojnë ose qelizën ose organizmin në tërësi nga dëmtime të ndryshme, duke përfshirë mekanike (për shembull, mbulesa kitinoze të insekteve, duke formuar ekzoskeletin, muret qelizore të bimëve dhe shumë kërpudha, përfshirë celulozën, etj.).
5. Një rol të rëndësishëm luajnë funksionet mekanike dhe formëformuese të karbohidrateve, të cilat përfaqësojnë aftësinë e strukturave të formuara qoftë nga karbohidratet, qoftë në kombinim me përbërje të tjera, për t'i dhënë trupit një formë të caktuar dhe për t'i bërë ato të forta mekanikisht; Kështu, membranat qelizore të indeve mekanike dhe enëve të ksilemës krijojnë kornizën (skeletin e brendshëm) të bimëve drunore, shkurre dhe barishtore, kitina formon skeletin e jashtëm të insekteve etj.
Karakteristikat e shkurtra të metabolizmit të karbohidrateve në një organizëm heterotrofik (duke përdorur shembullin e trupit të njeriut)
Një rol të rëndësishëm në kuptimin e proceseve metabolike luhet nga njohja e transformimeve të cilave u nënshtrohen karbohidratet në organizmat heterotrofikë. Në trupin e njeriut, ky proces karakterizohet nga përshkrimi skematik i mëposhtëm.
Karbohidratet në ushqim hyjnë në trup përmes zgavrës me gojë. Monosakaridet në sistemi i tretjes praktikisht nuk i nënshtrohen transformimeve, disaharidet hidrolizohen në monosakaride, dhe polisaharidet pësojnë transformime mjaft domethënëse (kjo vlen për ato polisaharide që përdoren nga trupi si ushqim dhe karbohidratet që nuk janë lëndë ushqyese, për shembull, celuloza, disa pektina, hiqen nga trupi me feces).
NË zgavrën e gojës ushqimi shtypet dhe homogjenizohet (bëhet më uniform se para hyrjes). Ushqimi ndikohet nga pështyma e sekretuar nga gjëndrat e pështymës. Ai përmban enzimën ptyalin dhe ka reaksion alkalik mjedisi, për shkak të të cilit fillon hidroliza primare e polisaharideve, duke çuar në formimin e oligosakarideve (karbohidratet me vlerë n të vogël).
Një pjesë e niseshtës mund të shndërrohet edhe në disakaride, gjë që mund të vërehet kur përtypet bukë për një kohë të gjatë (buka e zezë e thartë bëhet e ëmbël).
Ushqimi i përtypur, i përpunuar me bollëk me pështymë dhe i grimcuar nga dhëmbët, hyn në stomak përmes ezofagut në formën e një bolusi ushqimor, ku ekspozohet ndaj lëngut acidik gastrik që përmban enzima që veprojnë mbi proteinat dhe acidet nukleike. Pothuajse asgjë nuk ndodh me karbohidratet në stomak.
Pastaj gruri ushqimor hyn në seksionin e parë të zorrëve (zorrë e hollë), duke filluar duodenum. Ai merr lëng pankreatik (sekret pankreatik), i cili përmban një kompleks enzimash që nxisin tretjen e karbohidrateve. Karbohidratet shndërrohen në monosakaride, të cilat janë të tretshme në ujë dhe të afta për përthithje. Karbohidratet dietike më në fund treten në zorra e holle, dhe në pjesën ku përmbahen vilet, ato thithen në gjak dhe hyjnë në sistemin e qarkullimit të gjakut.
Me qarkullimin e gjakut, monosakaridet barten në inde dhe qeliza të ndryshme të trupit, por së pari i gjithë gjaku kalon nëpër mëlçi (aty pastrohet produkte të dëmshme shkëmbim). Në gjak, monosakaridet janë të pranishme kryesisht në formën e alfa-glukozës (por izomerë të tjerë heksoze, si fruktoza, mund të jenë gjithashtu të pranishëm).
Nëse glukoza në gjak është më e ulët se normalja, atëherë një pjesë e glikogjenit që përmbahet në mëlçi hidrolizohet në glukozë. Përmbajtje e tepërt karbohidratet karakterizojnë një sëmundje serioze njerëzore - diabeti.
Nga gjaku, monosakaridet hyjnë në qeliza, ku shumica e tyre shpenzohen për oksidim (në mitokondri), gjatë të cilit sintetizohet ATP, që përmban energji në një formë "të përshtatshme" për trupin. ATP është shpenzuar për procese të ndryshme që kërkojnë energji (sinteza e substancave të nevojshme për organizmin, zbatimi i proceseve fiziologjike dhe të tjera).
Një pjesë e karbohidrateve në ushqim përdoret për sintezën e karbohidrateve të një organizmi të caktuar, të nevojshme për formimin e strukturave qelizore, ose komponimeve të nevojshme për formimin e substancave të klasave të tjera të komponimeve (kështu që mund të jenë yndyrnat, acidet nukleike, etj. të marra nga karbohidratet). Aftësia e karbohidrateve për t'u kthyer në yndyrna është një nga shkaqet e obezitetit, një sëmundje që përfshin një kompleks sëmundjesh të tjera.
Për rrjedhojë, konsumimi i sasive të tepërta të karbohidrateve është i dëmshëm për trupin e njeriut, gjë që duhet pasur parasysh kur organizohet një dietë e ekuilibruar.
Në organizmat bimorë që janë autotrofë, metabolizmi i karbohidrateve është disi i ndryshëm. Karbohidratet (monosakaridet) sintetizohen nga vetë trupi dioksid karboni dhe uji duke përdorur energjinë diellore. Di-, oligo- dhe polisaharidet sintetizohen nga monosakaridet. Disa monosakaride përfshihen në sintezën e acideve nukleike. Organizmat bimorë përdorin një sasi të caktuar monosakaridesh (glukozë) në proceset e frymëmarrjes për oksidim, gjatë së cilës (si në organizmat heterotrofe) sintetizohet ATP.
Glikolipidet dhe glikoproteinat si përbërës strukturorë dhe funksionalë të qelizave karbohidrate
Glikoproteinat janë proteina që përmbajnë zinxhirë oligosakaride (glikane) të lidhura në mënyrë kovalente me një shtyllë polipeptide. Glikozaminoglikanet janë polisakaride të ndërtuara nga përbërës të disakarideve të përsëritura që zakonisht përmbajnë amino sheqerna (glukozaminë ose galaktozaminë në formë të sulfonuar ose josulfonuar) dhe acid uronik (glukuronik ose iduronik). Më parë, glikozaminoglikanet quheshin mukopolisakaride. Zakonisht ato janë të lidhura në mënyrë kovalente me proteinën; një kompleks i një ose më shumë glikozaminoglikaneve me një proteinë quhet proteoglikan. Glikokonjugatet dhe karbohidratet komplekse janë terma ekuivalent për molekulat që përmbajnë zinxhirë karbohidratesh (një ose më shumë) të lidhur në mënyrë kovalente me një proteinë ose lipide. Kjo klasë e komponimeve përfshin glikoproteinat, proteoglikanet dhe glikolipidet.
Rëndësia biomjekësore
Pothuajse të gjitha proteinat e plazmës njerëzore, përveç albuminës, janë glikoproteina. Shumë proteina të membranës qelizore përmbajnë sasi të konsiderueshme karbohidratet. Substancat e grupit të gjakut në disa raste rezultojnë të jenë glikoproteina, ndonjëherë glikosfingolipidet e luajnë këtë rol. Disa hormone (p.sh. gonadotropina korionike njerëzore) janë të natyrës glikoproteinike. Kohët e fundit, kanceri është karakterizuar gjithnjë e më shumë si rezultat i rregullimit jonormal të gjeneve. problemi kryesor sëmundjet onkologjike, metastaza, është një fenomen në të cilin qelizat kancerogjene largohen nga vendi i origjinës (për shembull, gjiri), transportohen përmes qarkullimit të gjakut në pjesë të largëta të trupit (për shembull, truri) dhe rriten pafundësisht me pasoja katastrofike për pacientin. Shumë onkologë besojnë se metastaza është, të paktën pjesërisht, për shkak të ndryshimeve në strukturën e glikokonjugateve në sipërfaqe. qelizat kancerogjene. Një numër sëmundjesh (mukopolisakaridoza) bazohen në aktivitetin e pamjaftueshëm të enzimave të ndryshme lizozomale që shkatërrojnë glikozaminoglikanet individuale; si rezultat, një ose më shumë prej tyre grumbullohen në inde, duke shkaktuar shenja dhe simptoma të ndryshme patologjike. Një shembull i kushteve të tilla është sindroma Hurler.
Shpërndarja dhe funksionet
Glikoproteinat gjenden në shumicën e organizmave, nga bakteret te njerëzit. Shumë viruse shtazore përmbajnë gjithashtu glikoproteina, dhe disa prej këtyre viruseve janë studiuar gjerësisht, pjesërisht sepse janë të përshtatshëm për kërkime.
Glikoproteinat janë një grup i madh proteinash me funksione të ndryshme, përmbajtja e tyre e karbohidrateve varion nga 1 në 85% ose më shumë (në njësi masive). Roli i vargjeve oligosakaride në funksionin e glikoproteinave ende nuk është përcaktuar saktësisht, pavarësisht nga studimi intensiv i kësaj çështjeje.
Glikolipidet janë lipide komplekse të formuara nga kombinimi i lipideve me karbohidratet. Molekulat e glikolipideve kanë "kokë" polare (karbohidrate) dhe "bisht" jo polare (mbetje Acidet yndyrore). Falë kësaj, glikolipidet (së bashku me fosfolipidet) janë pjesë e membranave qelizore.
Glikolipidet janë gjerësisht të pranishme në inde, veçanërisht në indet nervore, veçanërisht në indet e trurit. Ato janë të vendosura kryesisht në sipërfaqja e jashtme membrana plazmatike, ku përbërësit e tyre karbohidrate përfshihen midis karbohidrateve të tjera të sipërfaqes së qelizës.
Glikosfingolipidet, të cilat janë përbërës të shtresës së jashtme të membranës plazmatike, mund të marrin pjesë në ndërveprimet dhe kontaktet ndërqelizore. Disa prej tyre janë antigjene, për shembull antigjeni Forssmann dhe substanca që përcaktojnë grupet e gjakut të sistemit ABO. Zinxhirë të ngjashëm oligosakaride janë gjetur në glikoproteina të tjera të membranës plazmatike. Një numër gangliozidësh funksionojnë si receptorë për toksinat bakteriale (për shembull, toksina e kolerës, e cila shkakton aktivizimin e adenilate ciklazës).
Glikolipidet, ndryshe nga fosfolipidet, nuk përmbajnë mbetje acid fosforik. Në molekulat e tyre, mbetjet e galaktozës ose sulfoglukozës janë të lidhura me diacilglicerolin nga një lidhje glikozidike.
Çrregullime trashëgimore të metabolizmit të monosakarideve dhe disakarideve
Galaktosemia është një patologji metabolike trashëgimore e shkaktuar nga aktiviteti i pamjaftueshëm i enzimave të përfshira në metabolizmin e galaktozës. Paaftësia e trupit për të shfrytëzuar galaktozën çon në dëmtime të rënda në aparatin tretës, vizual dhe sistemi nervor fëmijët në mosha e hershme. Në pediatri dhe gjenetikë, galaktozemia është një sëmundje e rrallë gjenetike që shfaqet me një frekuencë prej një rasti për 10,000 - 50,000 të sapolindur. Figura klinike e galaktozemisë u përshkrua për herë të parë në vitin 1908 në një fëmijë që vuante nga lodhje e rëndë, hepato- dhe splenomegalia, galaktosuria; sëmundja u zhduk menjëherë pas ndërprerjes të ushqyerit e qumështit. Më vonë, në vitin 1956, shkencëtari Hermann Kelker përcaktoi se baza e sëmundjes ishte një shkelje e metabolizmit të galaktozës. Shkaktarët e sëmundjes Galactosemia është patologji kongjenitale, e trashëguar në mënyrë autosomale recesive, pra sëmundja manifestohet vetëm nëse fëmija trashëgon dy kopje të gjenit me defekt nga secili prind. Individët heterozigotë për gjenin mutant janë bartës të sëmundjes, por ata gjithashtu mund të zhvillohen shenja individuale galaktosemia në shkallë e lehtë. Shndërrimi i galaktozës në glukozë (rruga metabolike e Leloir) ndodh me pjesëmarrjen e 3 enzimave: galaktozë-1-fosfat uridil transferaza (GALT), galaktokinaza (GALK) dhe uridin difosfat-galaktoza-4-epimeraza (GALE). Sipas mungesës së këtyre enzimave, ekzistojnë 1 ( version klasik), 2 dhe 3 lloje të galaktozemisë.Identifikimi i tre llojeve të galaktozemisë nuk përkon me rendin e veprimit të enzimave në rrugën metabolike të Leloir. Galaktoza hyn në trup me ushqim dhe gjithashtu formohet në zorrë gjatë hidrolizës së disakaridit laktozë. Rruga metabolike e galaktozës fillon me shndërrimin e saj nga enzima GALK në galaktozë-1-fosfat. Më pas, me pjesëmarrjen e enzimës GALT, galaktoza-1-fosfati shndërrohet në UDP-galaktozë (uridil difosfogalaktozë). Pas kësaj, me ndihmën e GALE, metaboliti shndërrohet në UDP - glukozë (uridyl difosfoglukozë).Nëse njëra nga këto enzima (GALK, GALT ose GALE) është e mangët, përqendrimi i galaktozës në gjak rritet ndjeshëm, metabolitët e ndërmjetëm të galaktoza grumbullohet në trup, e cila shkakton dëme toksike organe të ndryshme: Sistemi nervor qendror, mëlçia, veshkat, shpretka, zorrët, sytë, etj. Shkelja e metabolizmit të galaktozës është thelbi i galaktozemisë. Më shpesh në praktika klinike shfaqet galaktosemia klasike (tipi 1), e shkaktuar nga një defekt në enzimën GALT dhe një shkelje e aktivitetit të saj. Gjeni që kodon sintezën e galaktozë-1-fosfat uridil transferazës ndodhet në rajonin rrethcentromerik të kromozomit të 2-të. Sipas ashpërsisë kursi klinik dallojnë të rënda, të mesme dhe shkallë e lehtë galaktosemia. Shenjat e para klinike të galaktozemisë së rëndë zhvillohen shumë herët, në ditët e para të jetës së fëmijës. Menjëherë pas ushqyerjes së të porsalindurit Qumështi i gjirit ose formula e qumështit shkakton të vjella dhe çrregullime të jashtëqitjes (diarre ujore) dhe rritet dehja. Fëmija bëhet letargjik dhe refuzon gjoksin ose shishen; kequshqyerja dhe kaheksia e tij po përparojnë me shpejtësi. Fëmija mund të shqetësohet nga fryrja, kolika e zorrëve dhe shkarkimi i tepërt i gazrave.Gjatë ekzaminimit të një fëmije me galaktozemi nga një neonatolog, zbulohet shuarja e reflekseve gjatë periudhës së porsalindur. Me galaktozeminë, verdhëza e vazhdueshme shfaqet herët shkallë të ndryshme ashpërsia dhe hepatomegalia, dështimi i mëlçisë përparon. Në 2-3 muaj të jetës, shfaqen splenomegalia, cirroza e mëlçisë dhe asciti. Çrregullimet në proceset e koagulimit të gjakut çojnë në shfaqjen e hemorragjive në lëkurë dhe në mukozën. Fëmijët fillojnë të mbeten prapa në zhvillimin psikomotor herët, por shkalla e dëmtimit intelektual me galaktosemi nuk arrin të njëjtin ashpërsi si me fenilketonurinë. Nga 1-2 muajsh, fëmijët me galaktosemi zhvillojnë katarakte dypalëshe. Dëmtimi i veshkave në galaktosemi shoqërohet nga glukozuria, proteinuria dhe hiperaminoaciduria. Në fazën terminale të galaktozemisë, fëmija vdes nga lodhja e thellë, e rëndë dështimi i mëlçisë dhe shtresat e infeksioneve dytësore. Me galaktozemi të ashpërsisë mesatare, vërehen gjithashtu të vjella, verdhëz, anemi, vonesë në zhvillimin psikomotor, hepatomegalia, katarakte dhe kequshqyerje. Galaktosemia e lehtë karakterizohet nga refuzimi për të ushqyer me gji, të vjella pas pirjes së qumështit, zhvillimi i vonuar i të folurit dhe ngadalësimi i peshës dhe gjatësisë së fëmijës. Megjithatë, edhe me rrjedhje e lehtë galaktosemia, produktet metabolike të galaktozës kanë një efekt toksik në mëlçi, duke çuar në sëmundjet e saj kronike.
Fruktozemia
Fruktozemia është e trashëgueshme sëmundje gjenetike, i përbërë nga intoleranca ndaj fruktozës ( sheqer frutash, gjendet në të gjitha frutat, manaferrat dhe disa perime, si dhe në mjaltë). Me fruktozeminë në trupin e njeriut ka pak ose praktikisht aspak enzima (enzima, substanca organike të natyrës proteinike që përshpejtojnë reaksionet kimike, që ndodh në trup), duke marrë pjesë në zbërthimin dhe thithjen e fruktozës. Sëmundja zakonisht zbulohet në javët dhe muajt e parë të jetës së fëmijës ose që nga momenti kur fëmija fillon të marrë lëngje dhe ushqime që përmbajnë fruktozë: çaj i ëmbël, lëngje frutash, pure perimesh dhe frutash. Fruktozemia transmetohet sipas një mënyre të trashëgimisë autosomale recesive (sëmundja shfaqet nëse të dy prindërit e kanë sëmundjen). Djemtë dhe vajzat sëmuren njësoj shpesh.
Shkaqet e sëmundjes
Mëlçia nuk ka mjaftueshëm një enzimë të veçantë (fruktozë-1-fosfat aldolazë) që konverton fruktozën. Si rezultat, produktet metabolike (fruktoza-1-fosfat) grumbullohen në trup (mëlçia, veshkat, mukozat e zorrëve) dhe kanë një efekt të dëmshëm. Është vërtetuar se fruktoza-1-fosfati nuk depozitohet kurrë në qelizat e trurit dhe thjerrëzat e syrit. Simptomat e sëmundjes shfaqen pas ngrënies së frutave, perimeve ose manaferrave në çfarëdo forme (lëngje, nektarë, pure, të freskëta, të ngrira ose të thata), si dhe mjaltë. Ashpërsia e manifestimit varet nga sasia e ushqimit të konsumuar.
Letargji, zbehje lëkurën. Djersitje e shtuar. Përgjumje. Të vjella. Diarre (volumi i shpeshtë (porcione të mëdha) jashtëqitje e lirshme). Aversion ndaj ushqimeve të ëmbla. Hipotrofia (mungesa (pamjaftueshmëria) e peshës trupore) zhvillohet gradualisht. Rritja e madhësisë së mëlçisë. Ascitet (akumulimi i lëngjeve në zgavrën e barkut). Verdhëza (zverdhja e lëkurës) - zhvillohet ndonjëherë. Hipoglicemia akute (një gjendje në të cilën niveli i glukozës (sheqerit) në gjak ulet ndjeshëm) mund të zhvillohet me konsumimin e njëkohshëm të sasive të mëdha të ushqimeve që përmbajnë fruktozë. Karakterizohet nga: Dridhja e gjymtyrëve; konvulsione (kontraktimet e pavullnetshme paroksizmale të muskujve dhe ekstreme tensionet e tyre); Humbja e vetëdijes deri në koma (mungesa e vetëdijes dhe reagimi ndaj çdo stimuli; gjendja paraqet rrezik për jetën e njeriut).
konkluzioni
Rëndësia e karbohidrateve në ushqimin e njeriut është shumë e lartë. Ata shërbejnë burimi më i rëndësishëm energji, duke siguruar deri në 50-70% të marrjes totale të kalorive.
Aftësia e karbohidrateve për të qenë një burim shumë efikas i energjisë qëndron në themel të veprimit të tyre "kursues të proteinave". Megjithëse karbohidratet nuk janë faktorë thelbësorë ushqyes dhe mund të formohen në trup nga aminoacidet dhe glicerina, sasia minimale e karbohidrateve racion ditor nuk duhet të jetë më e ulët se 50-60 g.
Një sërë sëmundjesh janë të lidhura ngushtë me metabolizmin e dëmtuar të karbohidrateve: diabeti mellitus, galaktozemia, çrregullime në sistemin e depove të glikogjenit, intoleranca ndaj qumështit etj. Duhet të theksohet se në trupin e njeriut dhe të kafshëve karbohidratet janë të pranishme në sasi më të vogla (jo më shumë se 2% e peshës së thatë të trupit) sesa proteinat dhe lipidet; në organizmat bimorë, për shkak të celulozës, karbohidratet përbëjnë deri në 80% të masës së thatë, prandaj, në përgjithësi, në biosferë ka më shumë karbohidrate se të gjitha përbërjet e tjera organike të kombinuara. Kështu: karbohidratet luajnë një rol të madh në jetën e organizmat e gjallë në planet, shkencëtarët besojnë se afërsisht kur u shfaq përbërja e parë e karbohidrateve, u shfaq qeliza e parë e gjallë.
Letërsia
1. Biokimia: tekst shkollor për universitetet / bot. E.S. Severina - botimi i 5-të, - 2009. - 768 f.
2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin "Kimia biologjike".
3. P.A. Verbolovich "Punëtori mbi kiminë organike, fizike, koloidale dhe biologjike".
4. Leninger A. Bazat e biokimisë // M.: Mir, 1985
5. Endokrinologjia klinike. Udhërrëfyes / N. T. Starkova. - Botimi i tretë, i rishikuar dhe i zgjeruar. - Shën Petersburg: Peter, 2002. - fq 209-213. - 576 f.
6. Sëmundjet e fëmijërisë (vëllimi 2) - Shabalov N.P. - Libër mësuesi, Pjetri, 2011
Tutoring
Keni nevojë për ndihmë për të studiuar një temë?
Specialistët tanë do të këshillojnë ose ofrojnë shërbime tutoriale për temat që ju interesojnë.
Paraqisni aplikacionin tuaj duke treguar temën tani për të mësuar në lidhje me mundësinë e marrjes së një konsultimi.
Megjithatë, kjo nuk e shter rolin e karbohidrateve. Ato janë pjesë përbërëse e molekulave të disa aminoacideve, marrin pjesë në ndërtimin e enzimave, në formimin e acideve nukleike, janë pararendës për formimin e yndyrave, imunoglobulinave, të cilat luajnë një rol të rëndësishëm në sistemin imunitar, dhe glikoproteinave - komplekseve. të karbohidrateve dhe proteinave, të cilat janë përbërësit më të rëndësishëm membranat qelizore. Acidet hialuronik dhe mukopolisakaridet e tjera formojnë një shtresë mbrojtëse midis të gjitha qelizave që përbëjnë trupin.
Interesi për karbohidratet ishte i kufizuar nga kompleksiteti ekstrem i strukturës së tyre. Ndryshe nga monomerët e acideve nukleike (nukleotidet) dhe proteinat (aminoacidet), të cilat mund të lidhen së bashku në vetëm një mënyrë specifike, njësitë monosakaride në oligosakaride dhe polisakaride mund të lidhen së bashku në disa mënyra në shumë pozicione të ndryshme.
Nga gjysma e dytë e shekullit të 20-të. Ka një zhvillim të shpejtë të kimisë dhe biokimisë së karbohidrateve, për shkak të rëndësisë së tyre të rëndësishme biologjike.
Karbohidratet, së bashku me proteinat dhe lipidet, janë më të rëndësishmet komponimet kimike që janë pjesë e organizmave të gjallë. Tek njerëzit dhe kafshët, karbohidratet kryejnë funksione të rëndësishme: energji (lloji kryesor i karburantit celular), strukturor ( komponenti i kërkuar shumica e strukturave ndërqelizore) dhe mbrojtëse (pjesëmarrja e komponentëve karbohidrate të imunoglobulinave në ruajtjen e imunitetit).
Karbohidratet (riboza, deoksiriboza) përdoren për sintezën e acideve nukleike; ato janë përbërës integral të koenzimave nukleotide, të cilat luajnë një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në metabolizmin e qenieve të gjalla. Kohët e fundit, biopolimerët e përzier që përmbajnë karbohidrate kanë tërhequr vëmendjen në rritje: glikopeptidet dhe glikoproteinat, glikolipidet dhe lipopolisakaridet, glikoproteinat, etj. Këto substanca kryejnë funksione komplekse dhe të rëndësishme në trup.
Pra, do të theksoj b Kuptimi iologjik i karbohidrateve:
· Karbohidratet kryejnë një funksion plastik, domethënë marrin pjesë në ndërtimin e kockave, qelizave dhe enzimave. Ato përbëjnë 2-3% të peshës.
· Karbohidratet janë burimi kryesor i energjisë. Kur oksidohet 1 gram karbohidrate, çlirohen 4,1 kcal energji dhe 0,4 g ujë.
· Gjaku përmban 100-110 mg glukozë. Varet nga përqendrimi i glukozës presioni osmotik gjaku.
· Pentozat (riboza dhe dezoksiriboza) janë të përfshira në ndërtimin e ATP.
Karbohidratet kryejnë rol mbrojtës në bimë.
2. Llojet e karbohidrateve
Ekzistojnë dy grupe kryesore të karbohidrateve: të thjeshta dhe komplekse. Karbohidratet e thjeshta përfshijnë glukozën, fruktozën, galaktozën, saharozën, laktozën dhe maltozën. Ato komplekse përfshijnë niseshtenë, glikogjenin, fibrat dhe pektinën.
Karbohidratet ndahen në monosakaride (të thjeshta), oligosakaride dhe polisakaride (komplekse).
1. Monosakaridet
· glukozë
fruktoza
galaktozë
· manoza
2. Oligosakaridet
· Disakaridet
saharozë (sheqer i zakonshëm, sheqer kallami ose panxhar)
maltozë
izomaltoza
laktozë
laktulozë
3.Polisakaridet
· dekstran
· glikogjen
· niseshte
· celulozë
galaktomananet
Monosakaridet(karbohidratet e thjeshta) janë përfaqësuesit më të thjeshtë të karbohidrateve dhe me hidrolizë nuk zbërthehen në përbërje më të thjeshta. Karbohidratet e thjeshta treten lehtësisht në ujë dhe përthithen shpejt. Kanë një shije të theksuar të ëmbël dhe klasifikohen si sheqerna.
Në varësi të numrit të atomeve të karbonit në molekula, monosakaridet ndahen në trioza, tetroza, pentoza dhe heksoze. Më të rëndësishmet për njeriun janë heksozat (glukoza, fruktoza, galaktoza etj.) dhe pentozat (riboza, deoksiriboza etj.).
Kur bashkohen dy molekula monosakaride, formohen disakaride.
Më i rëndësishmi nga të gjithë monosakaridet është glukoza, pasi është njësia strukturore (blloku i ndërtimit) për ndërtimin e shumicës së di- dhe polisaharideve ushqimore. Transporti i glukozës në qeliza rregullohet në shumë inde nga hormoni i pankreasit, insulina.
Tek njerëzit, glukoza e tepërt shndërrohet kryesisht në glikogjen, i vetmi karbohidrat rezervë në indet e kafshëve. Në trupin e njeriut, përmbajtja totale e glikogjenit është rreth 500 g - kjo është furnizimi ditor i karbohidrateve që përdoret në rastet e mungesës së rëndë në dietë. Mungesa afatgjatë e glikogjenit në mëlçi çon në mosfunksionim të hepatociteve dhe infiltrim yndyror.
Oligosakaridet- komponime më komplekse, të ndërtuara nga disa (nga 2 në 10) mbetje monosakaride. Ato ndahen në disakaride, trisakaride etj. Disakaridet më të rëndësishme për njerëzit janë saharoza, maltoza dhe laktoza. Oligosakaridet, të cilat përfshijnë rafinozën, stakiozën dhe verbaskozën, gjenden kryesisht në bishtajoret dhe produktet e tyre të përpunuara, si mielli i sojës, dhe gjithashtu në sasi të vogla në shumë perime. Frukto-oligosakaridet gjenden në drithëra (grurë, thekër), perime (qepë, hudhër, angjinare, shparg, raven, çikore), si dhe në banane dhe mjaltë.
Në grupin e oligosakarideve bëjnë pjesë edhe malto-dekstrinat, të cilat janë përbërësit kryesorë të shurupeve dhe melasave të prodhuara industrialisht nga lëndët e para polisakaride. Një nga përfaqësuesit e oligosakarideve është laktuloza, e cila formohet nga laktoza gjatë trajtimit termik të qumështit, për shembull, gjatë prodhimit të qumështit të pjekur dhe të sterilizuar.
Oligosakaridet praktikisht nuk shpërbëhen në zorrën e hollë të njeriut për shkak të mungesës së enzimave të përshtatshme. Për këtë arsye, ato kanë vetitë e fibrave dietike. Disa oligosakaride luajnë një rol të rëndësishëm në funksionimin e mikroflorës normale të zorrës së trashë, gjë që u lejon atyre të klasifikohen si prebiotikë - substanca që fermentohen pjesërisht nga disa mikroorganizma të zorrëve dhe sigurojnë ruajtjen e mikrobiocenozës normale të zorrëve.
Polisakaridet- komponimet polimere me peshë të lartë molekulare të formuara nga një numër i madh monomerësh, të cilët janë mbetje monosakaride. Polisakaridet ndahen në të tretshëm dhe të patretshëm në traktin gastrointestinal të njeriut. Nëngrupi i parë përfshin niseshtenë dhe glikogjenin, i dyti përfshin përbërje të ndryshme, nga të cilat më të rëndësishmet për njeriun janë celuloza (fibra), hemiceluloza dhe substancat pektinore.
Oligo- dhe polisaharidet kombinohen nën termin "karbohidrate komplekse". Mono- dhe disakaridet kanë një shije të ëmbël, prandaj quhen edhe "sheqerna". Polisakaridet nuk kanë një shije të ëmbël. Ëmbëlsia e saharozës ndryshon. Nëse ëmbëlsia e tretësirës së saharozës merret si 100%, atëherë ëmbëlsia e tretësirave ekuimolare të sheqernave të tjera do të jetë: fruktoza - 173%, glukoza - 81%, maltoza dhe galaktoza - 32% dhe laktoza - 16%.
Polisakaridi kryesor i tretshëm është niseshteja - baza ushqimore e drithërave, bishtajoreve dhe patateve. Ajo përbën deri në 80% të karbohidrateve të konsumuara në ushqim. Është një polimer kompleks i përbërë nga dy fraksione: amiloza - një polimer linear dhe amilopektina - një polimer i degëzuar. Është raporti i këtyre dy fraksioneve në lëndët e para të ndryshme të niseshtës që përcakton karakteristikat e ndryshme fiziko-kimike dhe teknologjike, veçanërisht tretshmërinë në ujë në temperatura të ndryshme. Burimi i niseshtës janë produktet bimore, kryesisht drithërat: drithërat, mielli, buka dhe patatet.
Për të lehtësuar përthithjen e niseshtës nga trupi, një produkt që e përmban atë duhet të trajtohet me nxehtësi. Në këtë rast, një pastë niseshte formohet në një formë të qartë, për shembull pelte, ose në mënyrë të fshehtë në përbërjen e një përbërjeje ushqimore: qull, bukë, makarona, enët me bishtajore. Polisakaridet e niseshtës që hyjnë në organizëm me ushqimin i nënshtrohen në mënyrë sekuenciale, duke filluar nga zgavra e gojës, fermentimi deri te maltodekstrinat, maltoza dhe glukoza, të ndjekura nga përthithja pothuajse e plotë.
Polisakaridi i dytë i tretshëm është glikogjen. Vlera e tij ushqyese është e ulët - jo më shumë se 10-15 g glikogjen vjen nga dieta në përbërjen e mëlçisë, mishit dhe peshkut. Kur mishi piqet, glikogjeni shndërrohet në acid laktik.
Disa karbohidrate komplekse (fibra, celulozë, etj.) nuk treten fare në trupin e njeriut. Sidoqoftë, ky është një komponent i domosdoshëm i të ushqyerit: ato stimulojnë lëvizshmërinë e zorrëve, formën feçet, duke ndihmuar kështu në largimin e toksinave dhe pastrimin e trupit. Përveç kësaj, edhe pse fibra nuk tretet nga njerëzit, ajo shërben si një burim ushqimi për mikroflora të dobishme të zorrëve.
konkluzioni
Rëndësia e karbohidrateve në ushqimin e njeriut është shumë e lartë. Ato shërbejnë si burimi më i rëndësishëm i energjisë, duke siguruar deri në 50-70% të totalit të marrjes së kalorive.
Aftësia e karbohidrateve për të qenë një burim shumë efikas i energjisë qëndron në themel të veprimit të tyre "kursues të proteinave". Edhe pse karbohidratet nuk janë ndër faktorët thelbësorë ushqyes dhe mund të formohen në trup nga aminoacidet dhe glicerina, sasia minimale e karbohidrateve në dietën ditore nuk duhet të jetë më e ulët se 50-60 g.
Një sërë sëmundjesh janë të lidhura ngushtë me metabolizmin e dëmtuar të karbohidrateve: diabeti mellitus, galaktozemia, çrregullime në sistemin e depove të glikogjenit, intoleranca ndaj qumështit etj. Duhet të theksohet se në trupin e njeriut dhe të kafshëve karbohidratet janë të pranishme në sasi më të vogla (jo më shumë se 2% e peshës së thatë të trupit) sesa proteinat dhe lipidet; në organizmat bimorë, për shkak të celulozës, karbohidratet përbëjnë deri në 80% të masës së thatë, prandaj, në përgjithësi, ka më shumë karbohidrate në biosferë sesa të gjitha përbërjet e tjera organike të kombinuara.
Bibliografi
1. Manuali i Dietologjisë / ed. A.A. Pokrovsky, M.A. Samsonova. - M.: Mjekësi, 1981
2. Informacion popullor rreth të ushqyerit. Ed. A.I. Stolmakova, I.O. Martynyuk, Kiev, "Shëndeti", 1990
3. Korolev A.A. Higjiena e ushqimit - botimi i dytë. E ripunuar dhe shtesë - M.: "Akademia", 2007
4. Aureden L. Si të bëheni të bukur. - M.: Topikal, 1995
5. http://hudeemtut.ru
6. Leninger A. Bazat e biokimisë // M.: Mir, 1985.
), nuk kufizohen në kryerjen e ndonjë funksioni të vetëm në trupin e njeriut. Përveç sigurimit të energjisë Roli kryesor funksional i karbohidrateve, janë gjithashtu të nevojshme për funksionimin normal të zemrës, mëlçisë, muskujve dhe sistemit nervor qendror. Ato janë një komponent i rëndësishëm në rregullimin e metabolizmit të proteinave dhe yndyrave.
Funksionet kryesore biologjike të karbohidrateve, pse ato janë të nevojshme në trup
- Funksioni i energjisë.
Funksioni kryesor i karbohidrateve në trupin e njeriut. Ato janë burimi kryesor i energjisë për të gjitha llojet e punës që ndodhin në qeliza. Kur karbohidratet shpërbëhen, energjia e çliruar shpërndahet si nxehtësi ose ruhet në molekulat ATP. Karbohidratet sigurojnë rreth 50 - 60% të konsumit ditor të energjisë së trupit dhe të gjithë shpenzimin e energjisë së trurit (truri thith rreth 70% të glukozës së çliruar nga mëlçia). Kur oksidohet 1 g karbohidrate, lirohet 17,6 kJ energji. Trupi përdor glukozën e lirë ose karbohidratet e ruajtura në formën e glikogjenit si burimin kryesor të energjisë. - Funksioni i plastikës (ndërtimit).
Karbohidratet (riboza, deoksiriboza) përdoren për të ndërtuar ADP, ATP dhe nukleotide të tjera, si dhe acide nukleike. Ato janë pjesë e disa enzimave. Karbohidratet individuale janë komponentët strukturorë membranat qelizore. Produktet e transformimit të glukozës (acidi glukuronik, glukozamina, etj.) janë pjesë e polisaharideve dhe proteinave komplekse të kërcit dhe indeve të tjera. - Funksioni i ruajtjes.
Karbohidratet ruhen (akumulohen) në muskujt skeletorë (deri në 2%), mëlçi dhe inde të tjera në formën e glikogjenit. Në të ushqyerit e mirë Deri në 10% të glikogjenit mund të grumbullohet në mëlçi, dhe në kushte të pafavorshme përmbajtja e tij mund të ulet në 0.2% të masës së mëlçisë. - Funksioni mbrojtës.
Karbohidratet komplekse janë pjesë e sistemit imunitar; mukopolisakaridet gjenden në substancat mukoze që mbulojnë sipërfaqen e enëve të hundës, bronkeve, traktit tretës dhe traktit gjenitourinar dhe mbrojnë nga depërtimi i baktereve dhe viruseve, si dhe nga dëmtimet mekanike. - Funksioni rregullator.
Ato janë pjesë e receptorëve të glikoproteinës së membranës. Karbohidratet janë të përfshirë në rregullimin e presionit osmotik në trup. Kështu, gjaku përmban 100-110 mg/% glukozë, dhe presioni osmotik i gjakut varet nga përqendrimi i glukozës. Fibrat nga ushqimi nuk shpërbëhen (treten) në zorrë, por aktivizojnë lëvizshmërinë e zorrëve dhe enzimat e përdorura në traktin tretës, duke përmirësuar tretjen dhe përthithjen e lëndëve ushqyese.
Grupet e karbohidrateve
- Karbohidrate të thjeshta (të shpejta).
Ekzistojnë dy lloje të sheqernave: monosakaride dhe disakaride. Monosakaridet përmbajnë një grup sheqeri, të tilla si glukoza, fruktoza ose galaktoza. Disakaridet formohen nga mbetjet e dy monosakarideve dhe përfaqësohen, në veçanti, nga saharoza (sheqeri i zakonshëm i tryezës) dhe laktoza. Rritin shpejt sheqerin në gjak dhe kanë një indeks të lartë glicemik. - Karbohidrate komplekse (të ngadalta).
Polisakaridet janë karbohidrate që përmbajnë tre ose më shumë molekula karbohidratet e thjeshta. Ky lloj karbohidrati përfshin, në veçanti, dekstrinat, niseshtenë, glikogjenet dhe celulozat. Burimet e polisaharideve janë drithërat, bishtajoret, patatet dhe perimet e tjera. Rritni gradualisht përmbajtjen e glukozës dhe keni një indeks të ulët glicemik. - E patretshme (fibroze)
Fibra (fibra dietike) nuk i siguron trupit energji, por luan një rol të madh në jetën e tij. Përmbahet kryesisht në produkte bimore me të ulët ose shumë përmbajtje të ulët Sahara. Duhet të theksohet se fibrat ngadalësojnë përthithjen e karbohidrateve, proteinave dhe yndyrave (mund të jenë të dobishme për humbje peshe). Është një burim energjie për bakteret e dobishme zorrët (mikrobiom)
Llojet e karbohidrateve
Monosakaridet
- Glukoza
Monosakaridi, një substancë kristalore e pangjyrë me shije të ëmbël, gjendet pothuajse në çdo zinxhir karbohidratesh. - Fruktoza
Sheqeri i lirë i frutave është i pranishëm pothuajse në të gjitha manaferrat dhe frutat e ëmbla; është sheqeri më i ëmbël. - Galaktoza
Nuk gjendet në formë të lirë; Kur kombinohet me glukozën, ajo formon laktozë, sheqer qumështi.
Disakaridet
- Saharoza
Një disaharid i përbërë nga një kombinim i fruktozës dhe glukozës ka tretshmëri të lartë. Pasi të hyjë në zorrët, shpërbëhet në këto përbërës, të cilët më pas përthithen në gjak. - Laktoza
Sheqeri i qumështit, një karbohidrat nga grupi i disakarideve, gjendet në qumësht dhe produktet e qumështit. - Maltoza
Sheqeri i maltit absorbohet lehtësisht nga trupi i njeriut. Formohet nga kombinimi i dy molekulave të glukozës. Maltoza shfaqet si rezultat i zbërthimit të niseshtesë gjatë tretjes.
Polisakaridet
- Amidoni
Pluhur i bardhë, i patretshëm në ujë të ftohtë. Niseshteja është karbohidrati më i zakonshëm në dietën e njeriut dhe gjendet në shumë ushqime bazë. - Celuloza
Karbohidratet komplekse, të cilat janë struktura të forta bimore. Komponenti ushqim bimor, e cila nuk tretet në trupin e njeriut, por luan një rol të madh në jetën dhe tretjen e tij. - Maltodekstrina
Pluhur i bardhë ose kremi me shije të ëmbël, shumë i tretshëm në ujë. Është një produkt i ndërmjetëm i zbërthimit enzimatik të niseshtës së bimëve, si rezultat i së cilës molekulat e niseshtës ndahen në fragmente - dekstrina. - Glikogjeni
Polisakaridi i formuar nga mbetjet e glukozës; Karbohidrati kryesor rezervë nuk gjendet askund përveçse në trup. Glikogjeni formon një rezervë energjie që mund të mobilizohet shpejt nëse është e nevojshme për të kompensuar mungesën e papritur të glukozës në trupin e njeriut.
RRETH M E N U G L E V O D O V
Doktor i Shkencave Mjekësore E.I.Kononov
Klasifikimi dhe roli biologjik i karbohidrateve
Karbohidratet përbëjnë një pjesë të parëndësishme të peshës totale të thatë të indeve të trupit të njeriut - jo më shumë se 2%, ndërsa proteinat, për shembull, përbëjnë deri në 45% të peshës së thatë të trupit. Sidoqoftë, karbohidratet funksionojnë në trup linjë e tërë funksionet vitale, duke marrë pjesë në organizimin strukturor dhe metabolik të organeve dhe indeve.
Nga pikëpamja kimike, karbohidratet janë alkoole poliatomike aldehide ose ketonike ose polimeret e tyre, dhe njësitë monomere në polimere janë të ndërlidhura me lidhje glikozidike.
1.1. Klasifikimi i karbohidrateve.
Karbohidratet ndahen në tre grupe të mëdha: monosakaride dhe derivatet e tyre, oligosakaride dhe polisaharide.
1.1.1. Monosakaridet, nga ana tjetër, ndahen, së pari, sipas natyrës së grupit karbonil në aldoza dhe ketoza dhe, së dyti, sipas numrit të atomeve të karbonit në molekulë në trioza, tetroza, pentoza, etj. Në mënyrë tipike, monosakaridet kanë emra të parëndësishëm: glukozë, galaktozë, ribozë, ksilozë, etj. I njëjti grup përbërësish përfshin derivate të ndryshëm të monosakarideve, më të rëndësishmit prej të cilëve janë esteret e fosforit të monosakarideve [glukoza-6-fosfat, fruktoza-1,6 - bisfosfat, ribozë-5-fosfat, etj.], acide uronike [galakturonike, glukuronike, iduronike, etj.], amino sheqernat
[glukozamina, galaktozamina, etj.], derivatet e sulfatuara të acideve uronike, derivatet e acetiluar të amino sheqernave, etj. Numri i përgjithshëm i monomerëve dhe derivateve të tyre është disa dhjetëra komponime, që nuk është inferior ndaj numrit të aminoacideve individuale të pranishme në trupi.
1.1.2. Oligosakaridet, të cilat janë polimere, njësitë monomere të të cilëve janë monosakaride ose derivatet e tyre. Numri i blloqeve individuale të monomerit në një polimer mund të arrijë një e gjysmë ose dy / jo më shumë se / dhjetëra. Të gjitha njësitë monomere në një polimer janë të lidhura me lidhje glikozidike. Oligosakaridet, nga ana tjetër, ndahen në homooligosakaride, të përbëra nga njësi monomere identike [maltozë] dhe heterooligosakaride, të cilat përmbajnë njësi të ndryshme monomeri [laktozë]. Në pjesën më të madhe, oligosakaridet gjenden në trup si përbërës strukturorë të molekulave më komplekse - glikolipideve ose glikoproteinave. Maltoza mund të gjendet në formë të lirë në trupin e njeriut, ku maltoza është një produkt i ndërmjetëm i zbërthimit të glikogjenit dhe laktoza, e cila përfshihet si karbohidrate rezervë në qumështin e grave në laktacion. Pjesa më e madhe e oligosakarideve në trupin e njeriut janë heterooligosakaride të glikolipideve dhe glikoproteinave. Ato kanë një strukturë jashtëzakonisht të larmishme, si për shkak të shumëllojshmërisë së njësive monomere të përfshira në to, ashtu edhe për shkak të shumëllojshmërisë së opsioneve për lidhjet glikozidike midis monomereve në oligomer.
1.1.3. Polisakaridet, të cilat janë polimere të ndërtuara nga monosakaridet ose derivatet e tyre, të ndërlidhura me lidhje glikozidike, me numrin e njësive të monomerit nga disa dhjetëra në disa dhjetëra mijëra. Këto polisaharide mund të përbëhen nga njësi monomere identike, d.m.th. të jenë homopolisaharide, ose mund të përmbajnë njësi të ndryshme monomerike – atëherë kemi të bëjmë me heteropolisakaride. I vetmi homopolisaharid në trupin e njeriut është glikogjeni, i përbërë nga mbetjet a-D- glukozë. Grupi i heteropolisakarideve është më i larmishëm - trupi përmban acid hialuronik, sulfate kondroitin, sulfat keratan, sulfat dermatan, sulfat heparan dhe heparinë. Secili nga heteropolisakaridet e listuara perbehet nga nje grup individual i njesive monomeresh, pra njesite kryesore monomere acidi hialuronik janë acidi glukuronik dhe N-acetilglukozamina, ndërsa heparina përmban glukozaminë të sulfatuar dhe acid iduronik të sulfatuar.
1.2. Funksionet e karbohidrateve të klasave të ndryshme Funksionet e karbohidrateve në trup janë të ndryshme dhe, natyrisht, të ndryshme për klasa të ndryshme të përbërjeve. Monosakaridet dhe derivatet e tyre kryejnë, së pari, një funksion energjetik: zbërthimi oksidativ i këtyre përbërjeve i siguron trupit 55-60% të energjisë që i nevojitet4. Së dyti, produktet e ndërmjetme të zbërthimit të monosakarideve dhe derivateve të tyre përdoren në qeliza për sintezën
substanca të tjera të nevojshme për qelizën, duke përfshirë përbërjet e klasave të tjera; Kështu, nga produktet e ndërmjetme të metabolizmit të glukozës në
qelizat mund të sintetizojnë lipide dhe aminoacide jo thelbësore, megjithatë, në rastin e fundit kërkohet një burim shtesë i aminoacideve.
lëvizin amino grupet e azotit. Së treti, monosakaridet dhe derivatet e tyre funksionojnë funksioni strukturor, duke qenë njësi monomerike të tjetrit
molekula të tjera më komplekse si polisakaridet ose nukleotidet.
Funksioni kryesor heterooligosakaridet kanë një funksion strukturor - ato janë përbërës strukturorë të glikoproteinave dhe glikolipideve. Në këtë kapacitet, heterooligosakaridet janë të përfshirë në zbatimin e një sërë funksionesh nga glikoproteinat: rregullatore [hormonet e hipofizës, tirotropina dhe gonadotropina - glikoproteina], komunikuese [receptorët e qelizave - glikoproteinat], mbrojtëse [antitrupat - glikoproteinat]. Për më tepër, blloqet heterooligosakaride, duke qenë pjesë e glikolipideve dhe glikoproteinave, marrin pjesë në formimin e membranave qelizore, duke formuar, për shembull, një element kaq të rëndësishëm të strukturës qelizore si glikokaliksi.
Glikogjeni, i vetmi homopolisakarid i pranishëm në trupin e kafshëve, kryen një funksion rezervë. Për më tepër, nuk është vetëm një rezervë energjie, por edhe një rezervë e materialit plastik. Glikogjeni është i pranishëm në sasi të ndryshme në pothuajse të gjitha qelizat e trupit të njeriut. Rezervat e glikogjenit në mëlçi mund të arrijnë deri në 3-5% të peshës së lagësht të këtij organi [ndonjëherë deri në 10%] dhe përmbajtja e tij në muskuj është deri në 1% masë totale pëlhura. Duke marrë parasysh masën e këtyre organeve, sasia totale e glikogjenit në mëlçi mund të jetë 150 - 200 g, dhe rezervat e glikogjenit në muskuj mund të jenë deri në 600 g.
Heteropolisakaridet kryejnë një funksion strukturor në trup; ato janë pjesë e gliaminoproteoglikaneve; këto të fundit, së bashku me proteinat strukturore si kolagjeni ose elastina, formojnë substancën ndërqelizore të organeve dhe indeve të ndryshme. Agregatet e glikozaaminoproteoglikanit, që kanë një strukturë rrjeti, veprojnë si filtra molekularë që parandalojnë ose pengojnë fuqishëm lëvizjen e makromolekulave në mjedisin ndërqelizor. Përveç kësaj, molekulat heteropolisakaride kanë në strukturën e tyre shumë grupe polare dhe të ngarkuara negativisht, për shkak të të cilave ato mund të lidhen nje numer i madh i uji dhe kationet, duke vepruar si një lloj depo për këto molekula.
Funksionet e disa karbohidrateve që gjenden në trup janë shumë specifike. Kështu, heparina është një antikoagulant natyral - parandalon mpiksjen e gjakut në enët e gjakut, dhe laktoza, siç u përmend tashmë, është një karbohidrat rezervë në qumështin e njeriut.
2.Asimilimi i karbohidrateve ekzogjene
NË kushte normale Burimi kryesor i karbohidrateve për njerëzit janë karbohidratet ushqimore. Kërkesa ditore në karbohidrate është afërsisht 400 g, dhe është shumë e dëshirueshme. kështu që karbohidratet lehtësisht të tretshëm [glukoza, saharoza, laktoza, etj.] përbëjnë jo më shumë se 25% të sasisë së tyre totale në dietë. Në procesin e asimilimit të ushqimit, të gjithë polimerët ekzogjenë të natyrës karbohidrate zbërthehen në monomere, gjë që i privon këto polimere nga specifika e specieve, dhe vetëm monosakaridet dhe derivatet e tyre hyjnë në mjedisin e brendshëm të trupit nga zorrët; këto monomere përdoren më pas sipas nevojës për sintezën e oligo- ose polisaharideve specifike për njeriun.
Zbërthimi i niseshtës ose glikogjenit në ushqim fillon tashmë në zgavrën e gojës për shkak të veprimit të amilazës dhe maltazës së pështymës në këto homopolisakaride, por ky proces nuk është i rëndësishëm pasi ushqimi mbetet në zgavrën me gojë për një kohë shumë të shkurtër. Në stomak gjatë tretjes, mjedisi është acid dhe amilaza e pështymës,
duke rënë në stomak së bashku me bolus ushqimor, praktikisht nuk funksionon. Pjesa më e madhe e niseshtës dhe glikogjenit në ushqim zbërthehet në zorrën e hollë nën veprimin e amilazës pankreatike në disakaridet maltozë dhe izomaltozë. Disakaridet që rezultojnë zbërthehen në glukozë me pjesëmarrjen e enzimave të sekretuara nga muri i zorrëve: maltaza dhe izomaltaza. Maltaza katalizon hidrolizën e lidhjeve a-1,4-glikozidike dhe izomaltaza katalizon hidrolizën e lidhjeve a-1,6-glikozidike.
Saharoza e marrë me ushqim zbërthehet në zorrë në glukozë dhe fruktozë me pjesëmarrjen e enzimës sukrazë, dhe laktoza e marrë zbërthehet në glukozë dhe galaktozë nën veprimin e enzimës laktazë. Të dyja këto enzima sekretohen nga muri i zorrëve.
Proceset e ndarjes së heterooligosakarideve ose heteropolisaharideve janë studiuar dobët. Me sa duket, muri i zorrëve sekreton glikozidaza që janë të afta të çajnë lidhjet glikozidike a - dhe b - të pranishme në këto polimere.
Thithja e monosakarideve ndodh në zorrën e vogël dhe shkalla e përthithjes së monosakarideve të ndryshme është dukshëm e ndryshme. Nëse shkalla e përthithjes së glukozës merret si 100, atëherë shkalla e përthithjes së galaktozës do të jetë 110, fruktoza - 43, manoza - 19, ksiloza - 15. Në përgjithësi pranohet se përthithja e glukozës dhe galaktozës ndodh me pjesëmarrjen e aktiveve. mekanizmat e transportit, përthithja e fruktozës dhe ribozës - me mekanizmin e difuzionit të lehtësuar, dhe thithja e manozës ose ksilozës me mekanizmin e difuzionit të thjeshtë. Përafërsisht 90% e glukozës së përthithur hyn në enterocitet direkt në gjak, dhe 10% e saj përfundon në limfë, por më vonë kjo glukozë përfundon edhe në gjak.
Duhet të theksohet se karbohidratet mund të përjashtohen plotësisht nga dieta. Në këtë rast, të gjitha karbohidratet e nevojshme për trupin do të sintetizohen në qeliza nga komponime jo karbohidrate gjatë proceseve të quajtura glukoneogjenezë.
