Едноставната гликоза од јаглени хидрати е мономер. Јаглехидрати: значење, на кои групи се поделени јаглехидратите и нивната улога во човечкото тело

ЈАГЛЕХИДРАТИ

Јаглехидратите се дел од клетките и ткивата на сите растителни и животински организми и, по тежина, го сочинуваат најголемиот дел од органската материја на Земјата. Јаглехидратите сочинуваат околу 80% од сувата материја кај растенијата и околу 20% кај животните. Растенијата синтетизираат јаглехидрати од органски соединенија - јаглерод диоксиди вода (CO 2 и H 2 O).

Јаглехидратите се поделени во две групи: моносахариди (монози) и полисахариди (полиози).

Моносахариди

За детално проучување на материјалот поврзан со класификацијата на јаглехидратите, изомеризмот, номенклатурата, структурата и сл., потребно е да ги погледнете анимираните филмови „Јаглехидрати. ГенетскиД - серија шеќери“ и „Изградба на формули на Хаворт заД - галактоза“ (ова видео е достапно само на CD-ROM ). Текстовите што ги придружуваат овие филмови се во целостсе пресели во оваа потсекција и следи подолу.

Јаглехидрати. Генетска Д-серија на шеќери

"Јаглехидратите се широко распространети во природата и вршат различни важни функции во живите организми. Тие обезбедуваат енергија за биолошките процеси, а исто така се почетен материјал за синтеза на други средно или финални метаболити во телото. Јаглехидратите имаат општа формула Cn(H2O)m , од каде доаѓа името на овие природни соединенија.

Јаглехидратите се поделени на едноставни шеќери или моносахариди и полимери на овие едноставни шеќери или полисахариди. Меѓу полисахаридите, треба да се разликува група олигосахариди кои содржат од 2 до 10 остатоци од моносахариди по молекула. Тие вклучуваат, особено, дисахариди.

Моносахаридите се хетерофункционални соединенија. Нивните молекули истовремено содржат и карбонил (алдехид или кетон) и неколку хидроксилни групи, т.е. моносахаридите се полихидроксикарбонилни соединенија - полихидроксиалдехиди и полихидроксикетони. Во зависност од тоа, моносахаридите се поделени на алдози (моносахаридот содржи алдехидна група) и кетоза (содржи кето група). На пример, гликозата е алдоза, а фруктозата е кетоза.

(гликоза (алдоза))(фруктоза (кетоза))

Во зависност од бројот на јаглеродни атоми во молекулата, моносахаридот се нарекува тетроза, пентоза, хексоза итн. Ако ги комбинираме последните два типа на класификација, тогаш гликозата е алдохексоза, а фруктозата е кетохексоза. Повеќето природни моносахариди се пентози и хексози.

Моносахаридите се прикажани во форма на формули за проекција на Фишер, т.е. во форма на проекција на тетраедарскиот модел на јаглеродни атоми на рамнината на цртање. Јаглеродниот синџир во нив е испишан вертикално. Кај алдозите, алдехидната група е поставена на врвот во кетозата, примарна алкохолна група е поставена во непосредна близина на карбонилната група. Атомот на водород и хидроксилната група кај асиметричниот јаглероден атом се поставени на хоризонтална линија. Асиметричниот јаглероден атом се наоѓа во добиената вкрстување на две прави линии и не е означен со симбол. Нумерирањето на јаглеродниот синџир започнува со групите лоцирани на врвот. (Ајде да дефинираме асиметричен јаглероден атом: тоа е јаглероден атом поврзан со четири различни атомиили групи).

Воспоставување апсолутна конфигурација, т.е. вистинското просторно распоредување на супституентите на асиметричен јаглероден атом е многу трудоинтензивна задача, а до одредено време тоа беше дури и невозможна задача. Можно е да се карактеризираат врските со споредување на нивните конфигурации со оние на референтните врски, т.е. одредување на релативни конфигурации.

Релативната конфигурација на моносахаридите се определува со стандардот за конфигурација - глицералдехид, на кој на крајот на минатиот век произволно биле доделени одредени конфигурации, означени какоД- и Л - глицералдехиди. Конфигурацијата на асиметричниот јаглероден атом на моносахаридот најдалеку од карбонилната група се споредува со конфигурацијата на нивните асиметрични јаглеродни атоми. Во пентози, овој атом е четвртиот јаглероден атом ( C 4 ), во хексози – петти ( C 5 ), т.е. претпоследен во синџирот на јаглеродни атоми. Ако конфигурацијата на овие јаглеродни атоми се поклопи со конфигурацијатаД - глицералдехид моносахарид е класифициран какоД - ред. И, обратно, ако се совпаѓа со конфигурацијатаЛ - глицералдехидот се смета за моносахарид L - ред. Симбол Д значи дека хидроксилната група на соодветниот асиметричен јаглероден атом во Фишеровата проекција се наоѓа десно од вертикалната линија, а симболотЛ - дека хидроксилната група се наоѓа лево.

Генетска Д-серија на шеќери

Основачот на алдозата е глицералдехид. Размислете за генетскиот однос на шеќеритеД - ред со Д - глицералдехид.

Во органската хемија, постои метод за зголемување на јаглеродниот синџир на моносахариди со последователно воведување група

N-

Јас СО Јас

- ТОЈ

помеѓу карбонилна група и соседен јаглероден атом. Воведување на оваа група во молекулатаД - глицералдехид доведува до две дијастереомерни тетрози -Д - еритроза и Д - три. Ова се објаснува со фактот дека новиот јаглероден атом воведен во синџирот на моносахарид станува асиметричен. Од истата причина, секоја добиена тетроза, а потоа и пентоза, кога внесува друг јаглероден атом во својата молекула, исто така произведува два диастереомерни шеќери. Дијастереомерите се стереоизомери кои се разликуваат во конфигурацијата на еден или повеќе асиметрични јаглеродни атоми.

Така се добива Д - серија шеќери од Д - глицералдехид. Како што може да се види, сите термини од дадената серија, се добиени одД - глицералдехид, го задржа својот асиметричен јаглероден атом. Ова е последниот асиметричен јаглероден атом во синџирот на јаглеродни атоми на презентираните моносахариди.

Секоја алдоза Д - серијата одговара на стереоизомерЛ - серија чии молекули се поврзани едни со други како објект и некомпатибилна огледална слика. Таквите стереоизомери се нарекуваат енантиомери.

Како заклучок, треба да се забележи дека дадената серија на алдохексози не е ограничена на четирите прикажани. На начин претставен погореД - рибоза и Д - ксилозите можат да произведат уште два пара диастереомерни шеќери. Сепак, застанавме само на алдохексоза, кои се најраспространети во природата“.

Конструкција на формули на Хаворт за Д-галактоза

„Истовремено со воведувањето во органската хемија на концептот за структурата на гликозата и другите моносахариди како полихидроксиалдехиди или полихидроксикетони, опишани со формули со отворен ланец, во хемијата на јаглехидратите почнаа да се акумулираат факти кои беа тешко да се објаснат од гледна точка на таквите. структури Се покажа дека гликозата и другите моносахариди постојат во форма на циклични хемиацетали формирани како резултат на интрамолекуларната реакција на соодветните функционални групи.

Конвенционалните хемиацетали се формираат со интеракција на молекулите на две соединенија - алдехид и алкохол. Во текот на реакцијата се прекинува двојната врска на карбонилната група, а на местото на прекинот се додава атом на водород на хидроксил и остаток од алкохол. Цикличните хемиацетали се формираат поради интеракцијата на слични функционални групи кои припаѓаат на молекулата на едно соединение - моносахарид. Реакцијата се одвива во иста насока: двојната врска на карбонилната група е прекината, атом на водород на хидроксил се додава на карбонилниот кислород и се формира циклус поради поврзувањето на јаглеродните атоми на карбонилот и кислородот на хидроксилот. групи.

Најстабилните хемиацетали се формираат поради хидроксилните групи на четвртиот и петтиот јаглеродни атоми. Добиените петчлени и шестчлени прстени се нарекуваат фуранозни и пиранозни форми на моносахариди, соодветно. Овие имиња потекнуваат од имињата на пет и шестчлените хетероциклични соединенија со атом на кислород во прстенот - фуран и пиран.

Моносахаридите кои имаат циклична форма може погодно да се претстават со перспективните формули на Хаворт. Тие се идеализирани рамни пет и шестчлени прстени со атом на кислород во прстенот, што овозможува да се види релативната положба на сите супституенти во однос на рамнината на прстенот.

Да ја разгледаме конструкцијата на формулите на Хаворт користејќи го примеротД - галактоза.

За да ги конструирате формулите на Хаворт, прво мора да ги нумерите атомите на јаглеродот на моносахаридот во Фишеровата проекција и да го свртите надесно, така што синџирот на јаглеродни атоми ќе заземе хоризонтална положба. Тогаш атомите и групите лоцирани лево во формулата за проекција ќе бидат на врвот, а оние лоцирани десно ќе бидат под хоризонталната линија и по понатамошната транзиција кон циклични формули, соодветно, над и под рамнината на циклусот . Во реалноста, јаглеродниот синџир на моносахаридот не се наоѓа во права линија, туку добива заоблен облик во вселената. Како што може да се види, хидроксилот во петтиот јаглероден атом е значително отстранет од алдехидната група, т.е. зазема позиција неповолна за затворање на прстенот. За да се доближат функционалните групи, дел од молекулата се ротира околу валентната оска што ги поврзува четвртиот и петтиот јаглеродни атоми спротивно од стрелките на часовникот за еден валентен агол. Како резултат на оваа ротација, хидроксилот од петтиот јаглероден атом се приближува до алдехидната група, додека другите два супституенти исто така ја менуваат својата позиција - особено, групата CH 2 OH се наоѓа над синџирот на јаглеродни атоми. Во исто време, алдехид група поради ротација наоколус - врската помеѓу првиот и вториот јаглеродни атоми се приближува до хидроксилот. Функционалните групи кои се приближуваат комуницираат едни со други според горната шема, што доведува до формирање на хемиацетал со шестчлен пиранозен прстен.

Хидроксилната група што произлегува од реакцијата се нарекува гликозидна група. Формирањето на цикличен хемиацетал резултира со појава на нов асиметричен јаглероден атом, наречен аномерен. Како резултат на тоа, се појавуваат два диастереомери -а - и б - аномери кои се разликуваат по конфигурацијата само на првиот јаглероден атом.

Различните конфигурации на аномерниот јаглероден атом произлегуваат поради фактот што алдехидната група, која има рамна конфигурација, поради ротација околус - врски помеѓу ленти Првиот и вториот јаглероден атом се обраќаат на напаѓачки реагенс (хидроксилна група) и на едната и на спротивната страна на рамнината. Хидроксилната група ја напаѓа карбонилната група од двете страни двојна врска, што доведува до хемиацетали со различни конфигурации на првиот јаглероден атом. Со други зборови, главната причина за истовремено формирањеа - и б -аномерите се должат на нестереоселективноста на реакцијата за која се дискутира.

На а - аномер, конфигурацијата на аномерниот центар е иста како и конфигурацијата на последниот асиметричен јаглероден атом, што одредува припадност на D - и L - ред, и б - аномер е спротивен. Кај алдопентози и алдохексозиД - серија во формулите на Хаворт гликозидна хидроксилна групаа - аномерот се наоѓа под рамнината, и кајб - аномери – над рамнината на циклусот.

Според слични правила, се врши транзиција кон фуранозни форми на Хаворт. Единствената разлика е во тоа што реакцијата го вклучува хидроксилот од четвртиот јаглероден атом, а за да се доближат функционалните групи потребно е да се ротира дел од молекулата околус - врски помеѓу третиот и четвртиот јаглероден атом и во насока на стрелките на часовникот, како резултат на што петтиот и шестиот јаглеродни атоми ќе бидат лоцирани под рамнината на прстенот.

Имињата на цикличните форми на моносахариди вклучуваат индикации за конфигурацијата на аномерниот центар (а - или б -), на името на моносахаридот и неговата серија (Д - или Л -) и големината на циклусот (фураноза или пираноза).На пример, а, Д - галактопираноза илиб, Д - галактофураноза“.

Потврда

Гликозата претежно се наоѓа во слободна форма во природата. Тоа е исто така структурна единица на многу полисахариди. Другите моносахариди се ретки во слободна состојба и главно се познати како компоненти на олиго- и полисахариди. Во природата, гликозата се добива како резултат на реакцијата на фотосинтезата:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (гликоза) + 6O 2

Гликозата првпат била добиена во 1811 година од страна на рускиот хемичар Г.Е. Кирхоф од хидролиза на скроб. Подоцна синтезамоносахариди од формалдехид во алкална средина беа предложени од А.М.

Во индустријата, гликозата се добива со хидролиза на скроб во присуство на сулфурна киселина.

(C 6 H 10 O 5) n (скроб) + nH 2 O –– H 2 SO 4,t ° ® nC 6 H 12 O 6 (гликоза)

Физички својства

моносахариди - цврсти материи, лесно растворлив во вода, слабо растворлив во алкохол и целосно нерастворлив во етер. Водни раствориимаат неутрална реакција на лакмус. Повеќето моносахариди имаат сладок вкус, но помалку од шеќерот од репка.

Хемиски својства

Моносахаридите покажуваат својства на алкохоли и карбонилни соединенија.

Јас. Реакции на карбонилната група

1. Оксидација.

а) Како и кај сите алдехиди, оксидацијата на моносахаридите води до соодветните киселини. Така, кога гликозата се оксидира со раствор на амонијак од хидрат на сребрен оксид, се формира глуконска киселина (реакција на „сребрено огледало“).

б) Реакцијата на моносахаридите со бакар хидроксид при загревање доведува и до алдонски киселини.

в) Посилните оксидирачки агенси ја оксидираат не само алдехидната група, туку и примарната група на алкохол во карбоксилната група, што доведува до дибазни шеќерни (алдарски) киселини. Вообичаено, за таква оксидација се користи концентрирана азотна киселина.

2. Закрепнување.

Намалувањето на шеќерите доведува до полихидрични алкохоли. Како редукционо средство се користат водород во присуство на никел, литиум алуминиум хидрид итн.

3. И покрај сличноста на хемиските својства на моносахаридите со алдехидите, гликозата не реагира со натриум хидросулфит ( NaHSO3).

II. Реакции базирани на хидроксилни групи

Реакциите на хидроксилните групи на моносахариди се изведуваат, по правило, во хемиацетална (циклична) форма.

1. Алкилација (формирање на етери).

Кога се изложени на метил алкохол во присуство на гасовити водород хлоридводородниот атом на гликозидниот хидроксил се заменува со метил група.

Кога се користат посилни алкилирачки агенси, како на прНа пример , метил јодид или диметил сулфат, таквата трансформација влијае на сите хидроксилни групи на моносахаридот.

2. Ацилација (формирање естри).

Кога оцетниот анхидрид делува на гликозата, се формира естер - пентаацетилгликоза.

3. Како и сите полихидрични алкохоли, гликозата со бакар хидроксид ( II ) дава интензивна сина боја (квалитативна реакција).

III. Специфични реакции

Покрај горенаведеното, гликозата се карактеризира и со некои специфични својства- процеси на ферментација. Ферментацијата е разградување на молекулите на шеќер под влијание на ензими. Шеќерите со голем број јаглеродни атоми кои се повеќекратни од три подлежат на ферментација. Постојат многу видови на ферментација, меѓу кои најпознати се следниве:

а) алкохолна ферментација

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 -CH 2 OH (етил алкохол) + 2CO 2

б) ферментација на млечна киселина

в) ферментација на маслен киселина

C6H12O6® CH 3 –CH 2 –CH 2 –COOH(бутерна киселина) + 2 H 2 + 2CO 2

Споменатите видови на ферментација предизвикани од микроорганизми имаат широко практично значење. На пример, алкохол - да се добие етил алкохол, во производството на вино, пиво и сл., и млечна киселина - за производство на млечна киселина и ферментирани млечни производи.

Дисахариди

Дисахаридите (биози) при хидролиза формираат два идентични или различни моносахариди. За да се утврди структурата на дисахаридите, неопходно е да се знае: од кои моносахариди е изградена, каква е конфигурацијата на аномерните центри на овие моносахариди (а - или б -), кои се димензиите на циклусот (фураноза или пираноза) и со кои хидроксили се поврзани двете молекули на моносахариди.

Дисахаридите се поделени во две групи: редукциони и нередуцирачки.

Намалувачките дисахариди вклучуваат, особено, малтоза (шеќер од слад) содржан во слад, т.е. никнаа, а потоа исушени и здробени зрна од житни култури.

(малтоза)

Малтозата е составена од два остатоциД - глукопиранози, кои се поврзани со (1-4)-гликозидна врска, т.е. формирањето на етерска врска вклучува гликозиден хидроксил на една молекула и алкохол хидроксил во четвртиот јаглероден атом на друга молекула на моносахарид. Аномерен јаглероден атом ( C 1 ), учествувајќи во формирањето на оваа врска, имаа - конфигурација, а аномерниот атом со слободен гликозиден хидроксил (означен со црвено) може да има илиа - (а - малтоза), иб - конфигурација (б - малтоза).

Малтозата е бели кристали, високо растворливи во вода, слатки по вкус, но многу помалку од шеќерот (сахароза).

Како што може да се види, малтозата содржи слободен гликозиден хидроксил, како резултат на што се задржува способноста да се отвори прстенот и да се трансформира во форма на алдехид. Во овој поглед, малтозата може да навлезе во реакции карактеристични за алдехидите и, особено, да даде реакција на „сребрено огледало“, поради што се нарекува редукционен дисахарид. Покрај тоа, малтозата претрпува многу реакции карактеристични за моносахаридите,На пример , формира етери и естри (види хемиски својства на моносахариди).

Нередуцирачки дисахариди вклучуваат сахароза (цвекло или трскашеќер). Го има во шеќерна трска, шеќерна репка (до 28% од сувата материја), растителни сокови и овошје. Молекулата на сахароза се состои ода, Д - глукопиранози иб, Д - фруктофураноза.

(сахароза)

За разлика од малтозата, гликозидната врска (1-2) помеѓу моносахаридите е формирана од гликозидните хидроксили на двете молекули, односно нема слободен гликозиден хидроксил. Како резултат на тоа, сахарозата нема редуцирачка способност, не дава реакција на „сребрено огледало“, затоа е класифицирана како дисахарид што не намалува.

Сахарозата е бела кристална супстанција, слатка по вкус, многу растворлива во вода.

Сахарозата се карактеризира со реакции на хидроксилни групи. Како и сите дисахариди, сахарозата се претвора со кисела или ензимска хидролиза во моносахариди од кои е составена.

Полисахариди

Најважни полисахариди се скроб и целулоза (влакна). Тие се изградени од остатоци од гликоза. Општата формула на овие полисахариди ( C6H10O5)n . Во формирањето на полисахаридните молекули, обично учествуваат гликозидни (кај атомот C 1) и алкохолни (кај атомот C 4) хидроксили, т.е. се формира (1-4)-гликозидна врска.

Скроб

Скробот е мешавина од два полисахариди направени ода, Д - единици за глукопираноза: амилоза (10-20%) и амилопектин (80-90%). Скробот се формира во растенијата за време на фотосинтезата и се депонира како „резервен“ јаглехидрат во корените, клубените и семињата. На пример, зрната ориз, пченица, 'рж и други житни култури содржат 60-80% скроб, компир клубени - 15-20%. Поврзана улога во животинскиот свет игра полисахаридниот гликоген, кој се „складира“ главно во црниот дроб.

Скроб е Бел прав, кој се состои од ситни зрна, нерастворливи во ладна вода. Кога скробот се третира со топла вода, можно е да се изолираат две фракции: фракција растворлива во топла водаи се состои од полисахаридот амилоза, и фракција која само отекува во топла вода за да формира паста и се состои од полисахаридот амилопектин.

Амилозата има линеарна структура,а, Д - остатоците од глукопираноза се поврзани со (1-4)-гликозидни врски. Единечната клетка на амилоза (и скроб воопшто) е претставена на следниов начин:

Изградена молекула на амилопектин На сличен начин, сепак, има гранки во синџирот, што создава просторна структура. Во точките на разгранување, остатоците од моносахариди се поврзани со (1-6)-гликозидни врски. Помеѓу точките на разгранување обично има 20-25 остатоци од гликоза.

(амилопектин)

Скробот лесно се хидролизира: кога се загрева во присуство на сулфурна киселина, се формира гликоза.

(C 6 H 10 O 5 ) n (скроб) + nH 2 O –– H 2 SO 4, t ° ® nC 6 H 12 O 6 (гликоза)

Во зависност од условите на реакцијата, хидролизата може да се изврши постепено со формирање на меѓупроизводи.

(C 6 H 10 O 5 ) n (скроб) ® (C 6 H 10 O 5 ) m (декстрини (m< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

Квалитативна реакција на скроб е неговата интеракција со јод - се забележува интензивна сина боја. Оваа боја се појавува кога капка јоден раствор се става на исечен компир или парче бел леб.

Скробот не се подложува на реакцијата на „сребрено огледало“.

Скробот е вреден прехранбен производ. За да се олесни неговата апсорпција, производите што содржат скроб се подложени на термичка обработка, т.е. се варат компирите и житариците, се пече леб. Процесите на декстринизација (формирање на декстрини) спроведени во овој случај придонесуваат за подобра апсорпција на скроб од телото и последователна хидролиза до гликоза.

ВО Прехранбена индустријаскроб се користи во производството на колбаси, слатки и кулинарски производи. Се користи и за производство на гликоза во производството на хартија, текстил, лепила, лекови итн.

Целулоза (влакна)

Целулозата е најчестиот растителен полисахарид. Има голема механичка сила и делува како потпорен материјал за растенијата. Дрвото содржи 50-70% целулоза, памукот е речиси чиста целулоза.

Како скроб, структурната единица на целулоза еД - глукопираноза, чии единици се поврзани со (1-4) -гликозидни врски. Сепак, целулозата се разликува од скроботб - конфигурација на гликозидни врски помеѓу циклуси и строго линеарна структура.

Целулозата се состои од молекули слични на нишки, кои се собрани во снопови со водородни врски на хидроксилни групи во ланецот, како и помеѓу соседните синџири. Токму ова пакување на синџири обезбедува висока механичка цврстина, фиброзност, нерастворливост во вода и хемиска инертност, што ја прави целулозата идеален материјал за градење клеточни ѕидови.

б - Гликозидната врска не ја уништуваат човечките дигестивни ензими, па целулозата не може да послужи како храна, иако во одредена количина е баласт материја неопходна за нормална исхрана. Стомакот на преживарите содржи ензими кои ја разградуваат целулозата, па затоа таквите животни користат влакна како компонента на храната.

И покрај нерастворливоста на целулозата во вода и обични органски растворувачи, таа е растворлива во Швајцеров реагенс (раствор на бакар хидроксид во амонијак), како и во концентриран растворцинк хлорид и концентрирана сулфурна киселина.

Како скроб, целулозата произведува гликоза при кисела хидролиза.

Целулозата е полихидричен алкохол, има три хидроксилни групи по единица клетка на полимерот. Во овој поглед, целулозата се карактеризира со реакции на естерификација (формирање на естри). Реакции со азотна киселинаи оцетен анхидрид.

Целосно естерифицираното влакно е познато како барут, кое по правилна обработка се претвора во барут без чад. Во зависност од условите за нитрација, може да се добие целулоза динитрат, кој во технологијата се нарекува колоксилин. Се користи и во производството на барут и цврсти ракетни погони. Покрај тоа, целулоидот е направен од колоксилин.

Триацетилцелулозата (или целулоза ацетат) е вреден производ за производство на филм за отпорен на пламен и свила ацетат. За да го направите ова, целулоза ацетат се раствора во мешавина од дихлорометан и етанол, а овој раствор се внесува преку матрици во проток на топол воздух. Растворувачот испарува и тековите на растворот се претвораат во најдобрите нишки од ацетатна свила.

Целулозата не предизвикува реакција на „сребрено огледало“.

Зборувајќи за употребата на целулоза, не може да не се каже дека се троши голема количина целулоза за производство на разни хартии. Хартијата е тенок слој од влакна, со големина и притиснат на специјална машина за правење хартија.

Од горенаведеното веќе е јасно дека употребата на целулоза од страна на луѓето е толку широка и разновидна што може да се посвети посебен дел на употребата на производи за хемиска обработка на целулоза.

КРАЈ НА ДЕЛ

Општи карактеристики, структура и својства на јаглехидратите.

Јаглехидрати - ова се полихидрични алкохоли кои содржат, покрај алкохолните групи, алдехидна или кето група.

Во зависност од видот на групата во молекулата, се разликуваат алдози и кетоза.

Јаглехидратите се многу распространети во природата, особено во растителниот свет, каде што сочинуваат 70-80% од масата на сува материја на клетките. Во телото на животните тие сочинуваат само околу 2% од телесната тежина, но тука нивната улога не е помалку важна.

Јаглехидратите може да се складираат во форма на скроб во растенијата и гликоген во телото на животните и луѓето. Овие резерви се користат по потреба. Во човечкото тело, јаглехидратите се таложат главно во црниот дроб и мускулите, кои се негово депо.

Меѓу другите компоненти на телото на вишите животни и луѓето, јаглехидратите сочинуваат 0,5% од телесната тежина. Сепак, јаглехидратите имаат големо значењеза телото. Овие супстанции, заедно со протеините во форма протеогликанија формираат основата на сврзното ткиво. Протеините кои содржат јаглени хидрати (гликопротеини и мукопротеини) се составен дел на слузот на телото (заштитни, обвивки функции), плазма транспортните протеини и имунолошки активни соединенија (групни специфични крвни супстанции). Некои јаглехидрати служат како „резервно гориво“ за организмите да добијат енергија.

Функции на јаглени хидрати:

• Енергија – Јаглехидратите се еден од главните извори на енергија за организмот, обезбедувајќи најмалку 60% од трошоците за енергија. За активноста на мозокот, крвните клетки и бубрежната медула, речиси целата енергија се снабдува преку оксидација на гликоза. По целосно распаѓање, се ослободува 1 g јаглени хидрати 4,1 kcal/mol(17,15 kJ/mol) енергија.

• Пластика – јаглехидратите или нивните деривати се наоѓаат во сите клетки на телото. Тие се дел од биолошките мембрани и клеточните органели, учествуваат во формирањето на ензими, нуклеопротеини итн. Во растенијата, јаглехидратите служат главно како потпорни материјали.

• Заштитна – вискозните секрети (слуз), излачувани од различни жлезди, богати се со јаглехидрати или нивни деривати (мукополисахариди и сл.). Тие ги штитат внатрешните ѕидови на шупливите органи на гастроинтестиналниот тракт и дишните патишта од механички и хемиски влијанија и пенетрација на патогени микроби.

• Регулаторна – човечката храна содржи значително количество влакна, чија груба структура предизвикува механичко надразнување на слузокожата на желудникот и цревата, со што учествува во регулирањето на чинот на перисталтика.

• Специфичен – индивидуалните јаглехидрати вршат посебни функции во организмот: учествуваат во спроведувањето на нервните импулси, формирањето на антитела, обезбедувањето на специфичноста на крвните групи итн.

Функционалното значење на јаглехидратите ја одредува потребата да се обезбеди телото со овие хранливи материи. Дневната потреба за јаглехидрати за човек е во просек 400 - 450 g, земајќи ги предвид возраста, видот на работа, полот и некои други фактори.

Елементарен состав. Јаглехидратите се состојат од следново хемиски елементи: јаглерод, водород и кислород. Повеќето јаглехидрати имаат општа формула C n (H 2 O ) n Јаглехидратите се соединенија кои се состојат од јаглерод и вода, што е основа за нивното име. Меѓутоа, меѓу јаглехидратите има супстанции кои не одговараат на дадената формула, на пример, рамноза C 6 H 12 O 5 итн. Во исто време, познати се супстанции чиј состав одговара на општата формула на јаглени хидрати, но во смисла од нивните својства не им припаѓаат (оцетна киселина C 2 H 12 O 2). Затоа, името „јаглехидрати“ е прилично произволно и не секогаш одговара на хемиската структура на овие супстанции.

Јаглехидрати- тоа се органски материи кои се алдехиди или кетони на полихидричните алкохоли.

Моносахариди

Моносахариди се полихидрични алифатични алкохоли кои содржат алдехидна група (алдози) или кето група (кетоза).

Моносахаридите се цврсти, кристални материи кои се растворливи во вода и имаат сладок вкус. Под одредени услови, тие лесно се оксидираат, како резултат на што алдехидните алкохоли се претвораат во киселини, како резултат на што алдехидните алкохоли се претвораат во киселини, а по редукција, во соодветните алкохоли.

Хемиски својства на моносахариди :

• Оксидација до моно-, дикарбоксилни и гликуронски киселини;

• Намалување на алкохол;

• Формирање на естри;

• Формирање на гликозиди;

• Ферментација: алкохолна, млечна киселина, лимонска киселина и маслен киселина.

Моносахариди кои не можат да се хидролизираат во поедноставни шеќери. Типот на моносахарид зависи од должината на јаглеводородниот синџир. Во зависност од бројот на јаглеродни атоми, тие се поделени на триози, тетрози, пентози и хексози.

Триози: глицералдехид и дихидроксиацетон, тие се меѓупроизводи на разградување на гликозата и се вклучени во синтезата на мастите. и двете триози може да се подготват од алкохолниот глицерол со дехидрогенизација или хидрогенизација.

Тетрози:еритроза - активно учествува во метаболичките процеси.

Пентози: рибозата и деоксирибозата се компоненти на нуклеинските киселини, рибулозата и ксилулозата се меѓупроизводи на оксидацијата на гликозата.

Хексози: најшироко се застапени во животинскиот и растителниот свет и играат голема улога во метаболичките процеси. Тие вклучуваат гликоза, галактоза, фруктоза итн.

Гликоза (шеќер од грозје) . Тоа е главниот јаглехидрат на растенијата и животните. Важна улогагликозата се објаснува со фактот дека таа е главен извор на енергија, ја формира основата на многу олиго- и полисахариди и е вклучена во одржувањето на осмотскиот притисок. Транспортот на гликоза во клетките е регулиран во многу ткива со панкреасниот хормон инсулин. Во клетката, во текот на повеќестепените хемиски реакции, гликозата се претвора во други супстанции (посредни производи формирани за време на распаѓањето на гликозата се користат за синтеза на амино киселини и масти), кои на крајот се оксидираат во јаглерод диоксид и вода. , кој ја ослободува енергијата што телото ја користи за поддршка на животот. Нивото на гликоза во крвта обично се користи за да се процени состојбата на метаболизмот на јаглени хидрати во телото. Кога нивото на гликоза во крвта се намалува или неговата концентрација е висока и е невозможно да се користи, како што се случува со дијабетес, се јавува поспаност и може да дојде до губење на свеста (хипогликемична кома). Брзината со која гликозата навлегува во ткивата на мозокот и црниот дроб не зависи од инсулинот и се одредува само од неговата концентрација во крвта. Овие ткива се нарекуваат независни од инсулин. Без присуство на инсулин, гликозата нема да влезе во клетката и нема да се користи како гориво.

Галактоза. Просторен изомер на гликоза, кој се разликува по локацијата на групата OH на четвртиот јаглероден атом. Тој е дел од лактоза, некои полисахариди и гликолипиди. Галактозата може да се изомеризира во гликоза (во црниот дроб, млечната жлезда).

Фруктоза (овошен шеќер). Се наоѓа во големи количини во растенијата, особено во овошјето. Има многу во овошјето, шеќерната репка и медот. Лесно се изомеризира во гликоза. Патот на разградување на фруктозата е пократок и енергетски поповолен од оној на гликозата. За разлика од гликозата, таа може да навлезе од крвта во ткивните клетки без учество на инсулин. Поради оваа причина, фруктозата се препорачува како најбезбеден извор на јаглехидрати за дијабетичарите. Дел од фруктозата влегува во клетките на црниот дроб, кои го претвораат во повеќе разноврсно „гориво“ - гликоза, така што фруктозата може да го зголеми и нивото на шеќер во крвта, иако во многу помала мера од другите едноставни шеќери.

Според хемиската структура, гликозата и галактозата се алдехидни алкохоли, фруктозата е кетонски алкохол. Разликите во структурата на гликозата и фруктозата, исто така, ги карактеризираат разликите во некои од нивните својства. Гликозата ги редуцира металите од нивните оксиди фруктозата го нема ова својство. Фруктозата се апсорбира од цревата приближно 2 пати побавно од гликозата.

Кога се оксидира шестиот јаглероден атом во молекулата на хексоза, хексуронски (уронски) киселини : од гликоза - глукуронска, од галактоза - галактуронски.

Глукуронска киселина зема активно учество во метаболичките процеси во телото, на пример во неутрализација на токсични производи, е дел од мукополисахариди итн. Неговата функција е да се комбинира во органски ниска со супстанции кои се слабо растворливи во вода. Како резултат на тоа, врзаната супстанција станува растворлива во вода и се излачува во урината. Овој пат на елиминација е особено важен за водатарастворливи стероидни хормони, производи за нивно распаѓање и исто така и за ослободување на производи за распаѓање на лековити супстанции.Без интеракција со глукуронска киселина, понатамошното разградување и ослободување на жолчните пигменти од телото е нарушено.

Моносахаридите може да имаат амино група .

При замена на OH групата на вториот јаглероден атом во молекула на хексоза со амино група, се формираат амино шеќери - хексозамини: глукозамин се синтетизира од гликоза, галактозамин се синтетизира од галактоза, кои се дел од клеточните и мукозните мембраниполисахариди и во слободна форма и во комбинација со оцетна киселина.

Амино шеќери се нарекуваат моносахариди коиНа местото на групата OH постои амино група (- N H 2).

Амино шеќерите се најважната компонента гликозаминогликани.

Моносахаридите формираат естри . OH група на молекула на моносахарид; како и секој алкохол група може да реагира со киселина. Во меѓувреме разменаЕстерите на шеќер се од големо значење. За да го вклучитево метаболизмот, шеќер треба да станефосфор естер. Во овој случај, терминалните јаглеродни атоми се фосфорилирани. За хексози тоа се C-1 и C-6, за пентози тоа се C-1 и C-5, итн. БолкаПовеќе од две OH групи не се предмет на фосфорилација. Затоа, главната улога ја играат моно- и дифосфатите на шеќерите. Во иметофосфор естер обично укажува на положбата на естерската врска.

Олигосахариди

Олигосахариди содржи две или повеќемоносахарид. Тие се наоѓаат во клетките и биолошките течности, и во слободна форма и во комбинација со протеини. Дисахаридите се од големо значење за организмот: сахароза, малтоза, лактоза итн. Овие јаглехидрати вршат енергетска функција. Се претпоставува дека, како дел од клетките, тие учествуваат во процесот на „препознавање“ на клетките.

Сахароза(шеќер од репка или трска). Се состои од молекули на гликоза и фруктоза. Таа е е растителен производ и најважна компонентаима најсладок вкус во споредба со другите дисахариди и гликоза.

Содржината на сахароза во шеќерот е 95%. Шеќерот брзо се разложува во гастроинтестиналниот тракт, гликозата и фруктозата се апсорбираат во крвта и служат како извор на енергија и најважен претходник на гликоген и масти. Често се нарекува „носител на празни калории“, бидејќи шеќерот е чист јаглехидрат и не содржи други хранливи материи, како што се витамини и минерални соли.

Лактоза(млечен шеќер)се состои од гликоза и галактоза, синтетизирани во млечните жлезди за време на лактација.Во гастроинтестиналниот тракт се разложува со ензимот лактаза. Недостатокот на овој ензим доведува до нетолеранција на млеко кај некои луѓе. Недостаток на овој ензим се јавува кај приближно 40% од возрасната популација. Несварената лактоза служи како добра хранлива материја за цревната микрофлора. Во овој случај, можно е изобилство формирање гас, стомакот „отекува“. Во ферментирани млечни производи повеќетолактозата се ферментира до млечна киселина, така што луѓето со дефицит на лактаза можат да толерираат ферментирани млечни производи без непријатни последици. Покрај тоа, бактериите на млечна киселина во ферментираните млечни производи ја потиснуваат активноста на цревната микрофлора и ги намалуваат негативните ефекти на лактозата.

Малтоза се состои од два месецимолекули на гликоза и е главната структурна компонента на скроб и гликоген.

Полисахариди

Полисахариди - јаглехидрати со висока молекуларна тежина,се состои од голем број моносахариди. Тие имаат хидрофилни својства и, кога се раствораат во вода, формираат колоидни раствори.

Полисахаридите се поделени на хомо- и хетерополисахариди.

Хомополисахариди. Содржи моносахариди Има само еден вид. Пост гак, скроб и гликогенсе направени само од молекули на гликоза, инулин - фруктоза. Хомополисахаридите се многу разгранети структура и се мешавина од двелимери - амилоза и амилопектин. Амилозата се состои од 60-300 остатоци од гликоза поврзани во линеарен синџир со помош на кислороден мост,формиран помеѓу првиот јаглероден атом на една молекула и четвртиот јаглероден атом на друга (1,4 врска).

АмилозаРастворлив е во топла вода и со јод дава сина боја.

Амилопектин - разгранет полимер кој се состои и од неразгранети синџири (1,4 врска) и од разгранети, кои се формираат поради врски помеѓу првиот јаглероден атом на една молекула на гликоза и шестиот јаглероден атом на друга со помош на кислороден мост (1 ,6 обврзница).

Претставници на хомополисахариди се скроб, влакна и гликоген.

Скроб(растителен полисахарид)– се состои од неколку илјади остатоци од гликоза, од кои 10-20% се амилоза и 80-90% амилопектин. Скробот е нерастворлив во ладна вода, но во топла вода формира колоиден раствор, најчесто наречен скробна паста. Скробот сочинува до 80% од јаглехидратите што се консумираат во храната. Изворот на скроб се растителни производи, главно житарки: житарки, брашно, леб и компири. Житариците содржат најмногу скроб (од 60% во леќата (кернелот) до 70% во оризот).

Целулозаили целулоза,- најчестиот растителен јаглехидрат на земјата, произведен во количина од приближно 50 кг за секој жител на Земјата. Влакната е линеарен полисахарид кој се состои од 1000 или повеќе остатоци од гликоза. Во телото, влакната се вклучени во активирање на подвижноста на желудникот и цревата, го стимулираат лачењето на дигестивните сокови и создаваат чувство на ситост.

Гликоген(животински скроб)е главниот складишен јаглени хидрати на човечкото тело Се состои од приближно 30.000 остатоци од гликоза, кои формираат разгранета структура. Најзначајните количини на гликоген се акумулираат во црниот дроб и мускулното ткиво, вклучувајќи го и срцевиот мускул. Функцијата на мускулниот гликоген е тоа што тој е лесно достапен извор на гликоза што се користи во енергетските процеси во самиот мускул. Црниот гликоген се користи за одржување на физиолошки концентрации на гликоза во крвта, првенствено помеѓу оброците. 12-18 часа по јадење, снабдувањето со гликоген во црниот дроб е речиси целосно исцрпено. Содржината на мускулниот гликоген значително се намалува само по продолжено и напорно вежбање. физичка работа. Кога има недостаток на гликоза, таа брзо се распаѓа и ја обновува нормално нивово крвта. Во клетките, гликогенот е поврзан со цитоплазматскиот протеин и делумно со интрацелуларните мембрани.

Хетерополисахариди (гликозаминогликани или мукополисахариди) (префиксот „муко-“ означува дека тие првпат се изведени од муцин). Тие се состојат од различни видови моносахариди (гликоза, галактоза) и нивни деривати (амино шеќери, хексуронски киселини). Во нивниот состав се пронајдени и други материи: азотни бази, органски киселини и некои други.

Гликозаминогликани Тие се лепливи материи слични на желе. Тие вршат различни функции, вклучувајќи структурни, заштитни, регулаторни итн. Гликозаминогликаните, на пример, го сочинуваат најголемиот дел од меѓуклеточната супстанција на ткивата и се дел од кожата, 'рскавицата, синовијалната течност и стаклестото тело на окото. Во телото, тие се наоѓаат во комбинација со протеини (протеогликани и гликопроциди) и масти (гликолипиди), во кои полисахаридите го сочинуваат најголемиот дел од молекулата (до 90% или повеќе). Следниве се важни за телото.

Хијалуронска киселина- главниот дел од меѓуклеточната супстанција, еден вид „биолошки цемент“ што ги поврзува клетките, пополнувајќи го целиот меѓуклеточен простор. Делува и како биолошки филтер кој ги заробува микробите и го спречува нивното навлегување во клетката, а учествува и во размената на вода во телото.

Треба да се напомене дека хијалуронската киселина се распаѓа под дејство на специфичен ензим, хијалуронидаза. Во овој случај, структурата на меѓуклеточната супстанција е нарушена, се формираат „пукнатини“ во неговиот состав, што доведува до зголемување на нејзината пропустливост кон вода и други супстанции. Тоа има важново процесот на оплодување на јајце клетката од сперматозоиди кои се богати со овој ензим. Некои бактерии содржат и хијалуронидаза, која во голема мера го олеснува нивното навлегување во клетката.

Х ондроитин сулфати- хондроитинсулфурните киселини служат како структурни компоненти на 'рскавицата, лигаментите, срцевите залистоци, папочната врвца итн. Тие промовираат таложење на калциум во коските.

Хепаринсе формира во мастоцитите, кои се наоѓаат во белите дробови, црниот дроб и другите органи и се ослободува во крвта и меѓуклеточната средина. Во крвта се врзува за протеините и го спречува згрутчувањето на крвта, дејствувајќи како антикоагулант. Покрај тоа, хепаринот има антиинфламаторно дејство, влијае на метаболизмот на калиум и натриум и врши антихипоксична функција.

Посебна група на гликозаминогликани се соединенија кои содржат неврамински киселини и деривати на јаглени хидрати. Соединенијата на неураминска киселина со оцетна киселина се нарекуваат опални киселини. Тие се наоѓаат во клеточните мембрани, плунката и др биолошки течности.

Јаглехидрати во храната.

Јаглехидратите се главниот и лесно достапен извор на енергија за човечкото тело. Сите јаглехидрати се сложени молекули кои се состојат од јаглерод (C), водород (H) и кислород (O), името доаѓа од зборовите „јаглен“ и „вода“.

Од главните извори на енергија што ни се познати, можеме да разликуваме три:

Јаглехидрати (до 2% од резервите)
- масти (до 80% од резервите)
- протеини (до 18% од резервите )

Јаглехидратите се најмногу брзо гориво, која првенствено се користи за производство на енергија, но нивните резерви се многу мали (во просек 2% од вкупниот број) бидејќи нивната акумулација бара многу вода (4 g вода се потребни за да се задржат 1 g јаглени хидрати), но водата не е потребна за складирање на масти.

Главните резерви на јаглехидрати во телото се складираат во форма на гликоген (комплексни јаглени хидрати). Најголем дел од него се содржи во мускулите (околу 70%), а остатокот во црниот дроб (30%).
Сите други функции на јаглехидратите како и нивните хемиска структураМожете да дознаете

Јаглехидратите во храната се класифицирани на следниов начин.

Видови јаглехидрати.

Јаглехидратите, во едноставна класификација, се поделени во две главни класи: едноставни и сложени. Едноставните, пак, се состојат од моносахариди и олигосахариди, сложени од полисахариди и фиброзни.

Едноставни јаглехидрати.

Моносахариди

Гликоза(„шеќер од грозје“, декстроза).
Гликоза- најважен од сите моносахариди, бидејќи е структурна единица на повеќето прехранбени ди- и полисахариди. Во човечкото тело, гликозата е главниот и најуниверзален извор на енергија за метаболичките процеси. Сите клетки на животинското тело имаат способност да ја метаболизираат гликозата. Во исто време, не сите клетки на телото, туку само некои од нивните типови, имаат способност да користат други извори на енергија - на пример, слободни масни киселини и глицерол, фруктоза или млечна киселина. Во текот на метаболичкиот процес, тие се разложуваат на поединечни молекули на моносахариди, кои, преку повеќестепени хемиски реакции, се претвораат во други супстанции и на крајот се оксидираат во јаглерод диоксид и вода - што се користи како „гориво“ за клетките. Гликозата е неопходна компонента на метаболизмот јаглехидрати. Кога неговото ниво се намалува во крвта или неговата концентрација е висока и е невозможно да се користи, како што се случува кај дијабетес, се јавува поспаност и може да дојде до губење на свеста (хипогликемична кома).
Гликоза "во чиста форма“, како моносахарид, се наоѓа во зеленчукот и овошјето. Грозјето е особено богато со гликоза - 7,8%, слатките цреши - 5,5%, малините - 3,9%, јагодите - 2,7%, сливите - 2,5%, лубеницата - 2,4%. Меѓу зеленчукот, тиквата содржи најмногу гликоза - 2,6%, белата зелка - 2,6%, а морковите - 2,5%.
Гликозата е помалку слатка од најпознатиот дисахарид, сахарозата. Ако ја земеме сладоста на сахарозата како 100 единици, тогаш сладоста на гликозата е 74 единици.

Фруктоза(овошен шеќер).
Фруктозае еден од најчестите јаглехидратиовошје. За разлика од гликозата, таа може да навлезе од крвта во ткивните клетки без учество на инсулин (хормон кој го намалува нивото на гликоза во крвта). Поради оваа причина, фруктозата се препорачува како најбезбеден извор јаглехидратиза пациенти со дијабетес. Дел од фруктозата влегува во клетките на црниот дроб, кои ја претвораат во повеќе разновидно „гориво“ - гликоза, така што фруктозата може да го зголеми и шеќерот во крвта, иако во многу помала мера од другите едноставни шеќери. Фруктозата полесно се претвора во масти отколку гликоза. Главната предност на фруктозата е тоа што е 2,5 пати послатка од гликозата и 1,7 пати послатка од сахарозата. Неговата употреба наместо шеќер помага да се намали вкупната потрошувачка јаглехидрати.
Главните извори на фруктоза во храната се грозје - 7,7%, јаболка - 5,5%, круши - 5,2%, цреши - 4,5%, лубеници - 4,3%, црни рибизли - 4,2%, малини - 3,9%, јагоди - 2,4%, дињи – 2,0%. Содржината на фруктоза во зеленчукот е мала - од 0,1% во цвекло до 1,6% во белата зелка. Фруктозата е содржана во медот - околу 3,7%. Веродостојно е докажано дека фруктозата, која има значително поголема сладост од сахарозата, не предизвикува расипување на забите, што се промовира со консумирање шеќер.

Галактоза(вид млечен шеќер).
Галактозане се наоѓа во слободна форма во производите. Формира дисахарид со гликоза - лактоза (млечен шеќер) - главната јаглени хидратимлеко и млечни производи.

Олигосахариди

Сахароза(трпезен шеќер).
Сахарозае дисахарид (јаглехидрат кој се состои од две компоненти) формиран од молекули на гликоза и фруктоза. Најчестиот вид на сахароза е - шеќер.Содржината на сахароза во шеќер е 99,5%, всушност, шеќерот е чиста сахароза.
Шеќерот брзо се разложува во гастроинтестиналниот тракт, гликозата и фруктозата се апсорбираат во крвта и служат како извор на енергија и најважен претходник на гликоген и масти. Често се нарекува „празен носач на калории“ бидејќи шеќерот е чист јаглени хидратии не содржи други хранливи материи, како што се витамини, минерални соли. Од растителните производи, најмногу сахароза има цвекло - 8,6%, праски - 6,0%, дињи - 5,9%, сливи - 4,8%, мандарини - 4,5%. Во зеленчукот, освен цвекло, значителна содржина на сахароза е забележана во моркови - 3,5%. Во други зеленчуци, содржината на сахароза се движи од 0,4 до 0,7%. Покрај самиот шеќер, главни извори на сахароза во храната се џем, мед, слатки, слатките пијалоци и сладолед.

Лактоза(млечен шеќер).
Лактозасе распаѓа во гастроинтестиналниот тракт до гликоза и галактоза под дејство на ензим лактаза. Недостатокот на овој ензим доведува до нетолеранција на млеко кај некои луѓе. Несварената лактоза служи како добра хранлива материја за цревната микрофлора. Во овој случај, можно е изобилство формирање гас, стомакот „отекува“. Во ферментираните млечни производи, најголемиот дел од лактозата се ферментира до млечна киселина, така што луѓето со дефицит на лактаза можат да толерираат ферментирани млечни производи без непријатни последици. Покрај тоа, бактериите на млечна киселина во ферментираните млечни производи ја потиснуваат активноста на цревната микрофлора и ги намалуваат негативните ефекти на лактозата.
Галактозата, формирана за време на разградувањето на лактозата, се претвора во гликоза во црниот дроб. Со вроден наследен недостаток или отсуство на ензимот кој ја претвора галактозата во гликоза, се развива сериозна болест - галактоземија , што доведува до ментална ретардација.
Содржината на лактоза во кравјо млекое 4,7%, во урда - од 1,8% до 2,8%, во павлака - од 2,6 до 3,1%, во кефир - од 3,8 до 5,1%, во јогурт - околу 3%.

Малтоза(шеќер од слад).
Се формира кога се комбинираат две молекули на гликоза. Содржани во производи како што се: слад, мед, пиво, меласа, пекарски и кондиторски производи направени со додавање на меласа.

Спортистите треба да избегнуваат да консумираат чиста гликоза и храна богата со едноставни шеќери во големи количини, бидејќи тие го поттикнуваат процесот на формирање на маснотии.

Сложени јаглехидрати.

Сложените јаглехидрати се составени првенствено од повторувачки единици на гликозни соединенија. (гликозни полимери)

Полисахариди

Растителни полисахариди (скроб).
Скроб- главниот сварлив полисахарид, тој е комплексен синџир кој се состои од гликоза. Сочинува до 80% од јаглехидратите што се консумираат во храната. Скробот е сложен или „бавен“ јаглехидрат, па затоа е претпочитан извор на енергија и за зголемување на телесната тежина и за губење на тежината. Во гастроинтестиналниот тракт, скробот се хидролизира (распаѓање на супстанција под влијание на вода) и се разложува на декстрини (фрагменти од скроб), и на крајот во гликоза, и во оваа форма се апсорбира од телото.
Изворот на скроб се растителни производи, главно житарки: житарки, брашно, леб и компири. Житариците содржат најмногу скроб: од 60% во леќата (кернелот) до 70% во оризот. Од житариците, најмалку скроб содржи овесната каша и неговите преработени производи: овесна каша, овесни снегулки Херкулес - 49%. Тестенини содржат од 62 до 68% скроб, леб направен од 'ржано брашно, во зависност од видот - од 33% до 49%, пченичен леб и други производи направени од пченично брашно - од 35 до 51% скроб, брашно - од 56 (рж ) до 68% (премиум пченица). Исто така, има многу скроб во мешунките - од 40% во леќата до 44% во грашокот. Може да се забележи и високата содржина на скроб во компирот (15-18%).

Животински полисахариди (гликоген).
Гликоген- се состои од високо разгранети синџири на молекули на гликоза. После јадење, голема количина на гликоза почнува да навлегува во крвта и човечкото тело го складира вишокот гликоза во форма на гликоген. Кога нивото на гликоза во крвта ќе почне да се намалува (на пример, додека правите физичка вежба), телото го разградува гликогенот со помош на ензими, како резултат на што нивото на гликоза останува нормално, а органите (вклучувајќи ги и мускулите за време на вежбањето) добиваат доволно од него за да произведуваат енергија. Гликогенот се депонира главно во црниот дроб и мускулите. Се наоѓа во мали количини во производите од животинско потекло (во црниот дроб 2-10%, во мускулното ткиво - 0,3-1%). Вкупна залихагликогенот е 100-120 g Во бодибилдингот е важен само гликогенот кој е содржан во мускулното ткиво.

Влакнести

Диетални влакна (несварлива, влакнеста)
Диететски влакна или диетални влакнасе однесува на хранливи материи кои, како водата и минералните соли, не му даваат на телото енергија, туку играат огромна улога во неговиот живот. Диететски влакна кои се наоѓаат првенствено во растителна храна која е ниска или многу малку шеќер. Обично се комбинира со други хранливи материи.

Видови влакна.

Целулоза и хемицелулоза
Целулозаприсутни во интегралното пченично брашно, трици, зелка, млад грашок, зелен и восочен грав, брокула, бриселско зелје, кора од краставици, пиперки, јаболка, моркови.
Хемицелулозасе наоѓа во трици, житарки, нерафинирани зрна, цвекло, бриселско зелје, сенф зелени пука.
Целулозата и хемицелулозата апсорбираат вода, што го олеснува функционирањето на дебелото црево. Во суштина, тие го „натрупаат“ отпадот и побрзо го движат низ дебелото црево. Ова не само што спречува запек, туку и штити од дивертикулоза, спазматичен колитис, хемороиди, рак на дебелото црево и проширени вени.

Лигнин
Овој вид влакна се наоѓаат во житариците што се јадат за појадок, во триците, застарениот зеленчук (кога се складира зеленчукот, содржината на лигнин во нив се зголемува и тие се помалку сварливи), како и во модрите патлиџани, боранија, јагоди, грашок, и ротквици.
Лигнинот ја намалува сварливоста на другите влакна. Покрај тоа, се врзува за жолчните киселини, помагајќи да се намали нивото на холестерол и да се забрза минувањето на храната низ цревата.

Непцата и пектинот
Комедијасе наоѓа во овесната каша и другите производи од овес, и сувиот грав.
Пектинприсутни во јаболка, агруми, моркови, карфиол и зелка, сув грашок, боранија, компири, јагоди, јагоди, овошни пијалоци.
Непцата и пектинот влијаат на процесите на апсорпција во желудникот и тенкото црево. Со врзување за жолчните киселини, тие ја намалуваат апсорпцијата на мастите и го намалуваат нивото на холестерол. Тие го одложуваат празнењето на желудникот и со премачкување на цревата, ја забавуваат апсорпцијата на шеќерот после јадење, што е корисно за дијабетичарите, бидејќи ја намалува потребната доза на инсулин.

Познавајќи ги видовите на јаглехидрати и нивните функции, се јавува следно прашање –

Кои јаглехидрати и колку треба да јадете?

Во повеќето производи, главната компонента се јаглехидратите, така што не треба да има никакви проблеми со нивното добивање од храната, така што јаглехидратите го сочинуваат најголемиот дел од секојдневната исхрана на повеќето луѓе.
Јаглехидратите кои влегуваат во нашето тело со храна имаат три метаболички патишта:

1) Гликогенеза(комплексна храна со јаглени хидрати која пристигна во нашата гастроинтестиналниот трактсе разложува на гликоза, а потоа се складира во форма на сложени јаглехидрати - гликоген во мускулите и клетките на црниот дроб и се користи како резервен извор на исхрана кога концентрацијата на гликоза во крвта е ниска)
2) Глуконеогенеза(процесот на формирање во црниот дроб и бубрежниот кортекс (околу 10%) - гликоза, од амино киселини, млечна киселина, глицерол)
3) Гликолиза(разградување на гликоза и други јаглехидрати за ослободување на енергија)

Метаболизмот на јаглени хидрати првенствено се одредува со присуството на гликоза во крвотокот, важен и разновиден извор на енергија во телото. Присуството на гликоза во крвта зависи од последен состаноки нутритивниот состав на храната. Односно, ако неодамна сте појадувале, тогаш концентрацијата на гликоза во крвта ќе биде висока ако долго времевоздржете се од храна - ниска. Помалку гликоза значи помалку енергија во телото, тоа е очигледно, поради што чувствувате губење на силата на празен стомак. Во време кога содржината на гликоза во крвотокот е ниска, а тоа е многу добро забележано кај утрински часови, по долг сон, за време на кој на никаков начин не го одржувавте нивото на постоечката гликоза во крвта со порции храна со јаглени хидрати, телото почнува да се надополнува во состојба на пост со помош на гликолиза - 75%, и 25% со помош на глуконеогенезата, односно разградувањето на сложените складирани јаглехидрати, како и аминокиселините, глицеринот и млечната киселина.
Исто така, панкреасниот хормон игра важна улога во регулирањето на концентрацијата на гликоза во крвта. инсулин. Инсулинот е транспортен хормон што го носи вишокот гликоза во мускулните клетки и другите ткива на телото, а со тоа го регулира максималното ниво на гликоза во крвта. Кај луѓето кои се склони кон дебелеење и не внимаваат на нивната исхрана, инсулинот ги претвора вишокот јаглени хидрати кои влегуваат во телото со храната во масти, ова е главно типично за брзите јаглехидрати.
За да се изберат вистинските јаглехидрати од целата разновидност на храна, се користи следниов концепт: гликемиски индекс.

Гликемиски индекс- ова е стапката на апсорпција на јаглени хидрати снабдени со храна во крвотокот и инсулинскиот одговор на панкреасот. Го покажува ефектот на храната врз нивото на шеќер во крвта. Овој индекс се мери на скала од 0 до 100, во зависност од видот на храната, различни јаглехидрати различно се апсорбираат, некои брзо, и соодветно ќе имаат висок гликемиски индекс, некои бавно, стандард за брза апсорпција е чистата гликоза, има гликемиски индекс еднаков на 100.

ГИ на производот зависи од неколку фактори:

- Вид на јаглени хидрати ( едноставни јаглехидратиимаат висок ГИ, сложените имаат низок ГИ)
- Количина на влакна (колку повеќе има во храната, толку е помал ГИ)
- Начин на преработка на храна (на пример, термичката обработка го зголемува ГИ)
- Содржина на масти и протеини (колку повеќе од нив во храната, толку е помал ГИ)

Постојат многу различни табели кои го одредуваат гликемискиот индекс на храната, еве една од нив:

Табелата за гликемиски индекс на храна ви овозможува да земате правилни одлуки, избирајќи која храна да ја вклучите во вашата секојдневна исхрана, а која намерно да ја исклучите.
Принципот е едноставен: колку е поголем гликемискиот индекс, толку поретко вклучувате таква храна во вашата исхрана. Спротивно на тоа, колку е помал гликемискиот индекс, толку почесто јадете таква храна.

Сепак, брзите јаглехидрати ни се корисни и во такви важни оброци како што се:

- наутро (по долг сон, концентрацијата на гликоза во крвта е многу ниска и таа мора да се надополни што е можно побрзо за да се спречи телото да ја добие потребната енергија за живот со помош на аминокиселини); со уништување на мускулните влакна)
- и после тренинг (кога трошењето на енергија за интензивен физички труд значително ја намалува концентрацијата на гликоза во крвта, после тренинг идеална опција е да се земаат јаглени хидрати што е можно побрзо за да се надополнат што е можно побрзо и да се спречи катаболизам)

Колку јаглехидрати треба да јадете?

Во бодибилдингот и фитнесот, јаглехидратите треба да сочинуваат најмалку 50% од сите хранливи материи (природно, не размислуваме за „сечење“ или губење на тежината).
Има многу причини да се наполните со многу јаглехидрати, особено кога станува збор за целосна, необработена храна. Сепак, пред сè, мора да разберете дека постои одредена граница на способноста на телото да ги акумулира. Замислете резервоар за гас: може да собере само одреден број литри бензин. Ако се обидете да истурите повеќе во него, вишокот неизбежно ќе се излее. Откако резервите на јаглени хидрати ќе се претворат во потребна сумагликоген, црниот дроб почнува да го обработува вишокот во маснотии, кои потоа се складираат под кожата и во други делови од телото.
Количината на мускулен гликоген што можете да ја складирате зависи од степенот на вашата мускулна маса. Исто како што некои резервоари за гас се поголеми од другите, мускулите варираат од личност до личност. Колку сте помускулести, толку големо количествогликоген што вашето тело може да го складира.
За да се уверите што добивате точна сумајаглехидрати - не повеќе од пропишаното - пресметајте ја вашата дневна потрошувачка според следнава формула. За да изградите мускулна маса дневно треба да земате -

7 g јаглени хидрати на килограм телесна тежина (помножете ја вашата тежина во килограми со 7).

Откако ќе го зголемите внесот на јаглени хидрати на потребното ниво, мора да додадете дополнителен тренинг за сила. Јадењето многу јаглехидрати кога тренирате за бодибилдинг ќе ви обезбеди повеќе енергија, што ќе ви овозможи да вежбате потешко, подолго и да постигнете подобри резултати.
Можете да ја пресметате вашата дневна исхрана со подетално проучување на овој напис.

Хемиски својстваклетките што ги сочинуваат живите организми зависат првенствено од бројот на јаглеродни атоми, кои сочинуваат до 50% од сувата маса. Јаглеродните атоми се наоѓаат во главните органски материи: протеини, нуклеински киселиниах, липиди и јаглехидрати. ДО последната групавклучуваат соединенија од јаглерод и вода што одговараат на формулата (CH 2 O) n, каде што n е еднакво или поголемо од три. Покрај јаглеродот, водородот и кислородот, молекулите може да содржат атоми на фосфор, азот и сулфур. Во оваа статија ќе ја проучуваме улогата на јаглехидратите во човечкото тело, како и карактеристиките на нивната структура, својства и функции.

Класификација

Оваа група на соединенија во биохемијата е поделена на три класи: прости шеќери (моносахариди), полимерни соединенија со гликозидна врска - олигосахариди и биополимери со висока молекуларна тежина - полисахариди. Супстанциите од горенаведените класи се наоѓаат во различни типови на клетки. На пример, скробот и гликозата се наоѓаат во растителните структури, гликогенот се наоѓа во човечките хепатоцити и клеточните ѕидови на габите, а хитинот се наоѓа во егзоскелетот на членконогите. Сите горенаведени супстанции се јаглехидрати. Улогата на јаглехидратите во организмот е универзална. Тие се главниот снабдувач на енергија за виталните манифестации на бактериите, животните и луѓето.

Моносахариди

Тие имаат општа формула C n H 2 n O n и се поделени во групи во зависност од бројот на јаглеродни атоми во молекулата: триози, тетрози, пентози итн. Во составот на клеточните органели и цитоплазмата, простите шеќери имаат два просторни конфигурации: циклични и линеарни. Во првиот случај, јаглеродните атоми се поврзани едни со други со ковалентни сигма врски и формираат затворени циклуси во вториот случај, јаглеродниот скелет не е затворен и може да има гранки. За да ја одредиме улогата на јаглехидратите во телото, да ги разгледаме најчестите од нив - пентози и хексози.

Изомери: гликоза и фруктоза

Тие го имаат истото молекуларна формула C 6 H 12 O 6, но различни структурни погледимолекули. Претходно веќе ја спомнавме главната улога на јаглехидратите во живиот организам - енергијата. Горенаведените супстанции се разградуваат од клетката. Како резултат на тоа, се ослободува енергија (17,6 kJ од еден грам гликоза). Покрај тоа, се синтетизираат 36 молекули на АТП. Распаѓањето на гликозата се јавува на мембраните (криста) на митохондриите и е синџир на ензимски реакции - Кребсовиот циклус. Тоа е најважната алка во дисимилацијата што се јавува во сите клетки на хетеротрофните еукариотски организми без исклучок.

Гликозата се формира и во миоцитите на цицачите поради распаѓањето на резервите на гликоген во мускулното ткиво. Во иднина, се користи како супстанца што лесно се распаѓа, бидејќи обезбедувањето на клетките со енергија е главната улога на јаглехидратите во телото. Растенијата се фототрофи и произведуваат сопствена гликоза за време на фотосинтезата. Овие реакции се нарекуваат Калвин циклус. Почетен материјал е јаглерод диоксид, а акцептор е риболоза дифосфат. Синтезата на гликоза се јавува во матрицата на хлоропластот. Фруктозата, која ја има истата молекуларна формула како гликозата, ја содржи во молекулата функционална групакетони. Посладок е од гликозата и се наоѓа во медот, како и во сокот од бобинки и овошје. Така, биолошката улога на јаглехидратите во организмот е првенствено да се користат како брз извордобивање на енергија.

Улогата на пентозите во наследноста

Ајде да погледнеме уште една група моносахариди - рибоза и деоксирибоза. Нивната уникатност лежи во фактот што тие се дел од полимери - нуклеински киселини. За сите организми, вклучувајќи ги и неклеточните форми на живот, ДНК и РНК се главни носители наследни информации. Рибозата се наоѓа во молекулите на РНК, а деоксирибозата се наоѓа во ДНК нуклеотидите. Следствено, биолошката улога на јаглехидратите во човечкото тело е дека тие учествуваат во формирањето на наследните единици - гени и хромозоми.

Примери на пентози кои содржат алдехидна група и вообичаени во растителното царство се ксилоза (се наоѓа во стеблата и семките), алфа-арабиноза (се наоѓа во гума за џвакање на овошни дрвја). Така, дистрибуцијата и биолошката улога на јаглехидратите во телото на вишите растенија е доста голема.

Што се олигосахариди

Ако остатоците од молекулите на моносахариди, како што се гликозата или фруктозата, се поврзани ковалентни врски, тогаш се формираат олигосахариди - полимерни јаглехидрати. Улогата на јаглехидратите во телото и на растенијата и на животните е разновидна. Ова е особено точно за дисахаридите. Најчести меѓу нив се сахарозата, лактозата, малтозата и трехалозата. Така, сахарозата, инаку наречена шеќерна трска, се наоѓа во растенијата во форма на раствор и се складира во нивните корени или стебла. Како резултат на хидролиза, се формираат молекули на гликоза и фруктоза. е од животинско потекло. Некои луѓе доживуваат нетолеранција на оваа супстанца поради хипосекреција на ензимот лактаза, кој го разложува млечниот шеќер во галактоза и гликоза. Улогата на јаглехидратите во животот на организмот е разновидна. На пример, дисахаридот трехалоза, кој се состои од два остатоци од гликоза, е дел од хемолимфата на раковите, пајаците и инсектите. Се наоѓа и во клетките на габите и некои алги.

Друг дисахарид, малтоза или слад шеќер, се наоѓа во зрната 'рж или јачмен за време на 'ртење и е молекула која се состои од два остатоци од гликоза. Се формира како резултат на распаѓање на растителен или животински скроб. Во тенкото црево на луѓето и цицачите, малтозата се разложува со ензимот малтаза. Во негово отсуство во сокот од панкреасот, се јавува патологија поради нетолеранција на гликоген или растителен скроб во храната. Во овој случај, се користи специјална диета и самиот ензим се додава во исхраната.

Сложени јаглехидрати во природата

Тие се многу распространети, особено во растителниот свет, се биополимери и имаат голем молекуларна тежина. На пример, во скроб е 800.000, а во целулоза - 1.600.000 Полисахариди се разликуваат во составот на мономерите, степенот на полимеризација и должината на синџирите. За разлика од едноставните шеќери и олигосахариди, кои се многу растворливи во вода и имаат сладок вкус, полисахаридите се хидрофобни и без вкус. Ајде да ја разгледаме улогата на јаглехидратите во човечкото тело користејќи го примерот на гликоген - животински скроб. Се синтетизира од гликоза и е резервиран во хепатоцитите и клетките на скелетните мускули, каде што неговата содржина е двојно поголема отколку во црниот дроб. Поткожното масно ткиво, невроцитите и макрофагите исто така се способни да произведуваат гликоген. Друг полисахарид, растителен скроб, е производ на фотосинтезата и се формира во зелени пластиди.

Од самиот почеток човечката цивилизацијаГлавните добавувачи на скроб беа вредните земјоделски култури: ориз, компири, пченка. Тие сè уште се основа на исхраната на огромното мнозинство од жителите во светот. Ова е причината зошто јаглехидратите се толку вредни. Улогата на јаглехидратите во телото е, како што гледаме, во нивната употреба како енергетски интензивни и брзо сварливи органски материи.

Постои група полисахариди чии мономери се остатоци од хијалуронска киселина. Тие се нарекуваат пектини и се структурни супстанции на растителните клетки. Со нив особено се богати лушпите од јаболкото и пулпата од репка. Клеточните супстанции пектини го регулираат интрацелуларниот притисок - тургор. Во кондиторската индустрија, тие се користат како желати и згуснувачи во производството на висококвалитетни бел слез и мармалади. Во диететската исхрана тие се користат и биолошки активни супстанции, добро ги отстранува токсините од дебелото црево.

Што се гликолипиди

Ова е интересна група на сложени соединенија на јаглени хидрати и масти кои се наоѓаат во нервното ткиво. Се состои од главата и рбетен мозокцицачи. Гликолипидите исто така се наоѓаат во клеточните мембрани. На пример, во бактерии тие се вклучени во некои од овие соединенија се антигени (супстанции кои ги идентификуваат крвните групи на системот Landsteiner AB0). Во клетките на животните, растенијата и луѓето, покрај гликолипидите, има и независни молекули на маснотии. Тие вршат првенствено енергетска функција. Кога ќе се разложи еден грам маснотии, се ослободува 38,9 kJ енергија. Липидите се карактеризираат и со структурна функција (тие се дел од клеточните мембрани). Така, овие функции ги извршуваат јаглехидратите и мастите. Нивната улога во организмот е исклучително важна.

Улогата на јаглехидратите и липидите во телото

Во човечките и животинските клетки, може да се забележат меѓусебни трансформации на полисахариди и масти кои се јавуваат како резултат на метаболизмот. Нутриционистите открија дека прекумерната потрошувачка на храна богата со скроб доведува до акумулација на маснотии. Ако некое лице има проблеми со панкреасот во однос на секрецијата на амилаза или води седентарен начин на живот, неговата тежина може значително да се зголеми. Вреди да се запамети дека храната богата со јаглени хидрати главно се разложува во дуоденумна гликоза. Се апсорбира од капиларите на ресичките на тенкото црево и се депонира во црниот дроб и мускулите во форма на гликоген. Колку е поинтензивен метаболизмот во телото, толку поактивно се разградува на гликоза. Потоа се користи од клетките како главен енергетски материјал. Оваа информацијаслужи како одговор на прашањето каква улога играат јаглехидратите во човечкото тело.

Важноста на гликопротеините

Соединенијата од оваа група на супстанции се претставени со комплекс на јаглени хидрати + протеини. Тие се нарекуваат и гликоконјугати. Тоа се антитела, хормони, мембрански структури. Најновите биохемиски истражувања покажаа дека ако гликопротеините почнат да ја менуваат својата матична (природна) структура, тоа доведува до развој на такви сложени болести како астма, ревматоиден артритис и рак. Улогата на гликоконјугатите во клеточниот метаболизам е голема. Така, интерфероните ја потиснуваат репродукцијата на вируси, имуноглобулините го штитат телото од патогени агенси. Во оваа група на супстанции спаѓаат и крвните протеини. Тие обезбедуваат заштитни и пуферски својства. Сите горенаведени функции се потврдуваат со фактот дека физиолошката улога на јаглехидратите во организмот е разновидна и исклучително важна.

Каде и како се формираат јаглехидратите?

Главните добавувачи на едноставни и сложени шеќери се зелените растенија: алги, повисоки спори, гимносперми и цветни растенија. Сите тие содржат пигмент хлорофил во нивните клетки. Тој е дел од тилакоидите - структурите на хлоропластите. Рускиот научник К. А Тимирјазев го проучувал процесот на фотосинтеза, што резултира со формирање на јаглени хидрати. Улогата на јаглехидратите во телото на растението е акумулација на скроб во овошјето, семињата и светилките, односно во вегетативните органи. Механизмот на фотосинтеза е доста сложен и се состои од низа ензимски реакции кои се случуваат и во светлина и во темнина. Гликозата се синтетизира од јаглерод диоксид под дејство на ензими. Хетеротрофните организми користат зелени растенија како извор на храна и енергија. Така, растенијата се првата алка во сè и се нарекуваат производители.

Во клетките на хетеротрофните организми, јаглехидратите се синтетизираат на мазни (агрануларни) канали ендоплазматичен ретикулум. Тие потоа се користат како енергија и градежни материјали. Во растителните клетки, јаглехидратите дополнително се формираат во комплексот Голџи, а потоа одат на формирање на целулозниот клеточен ѕид. За време на процесот на варење на 'рбетниците, соединенијата богати со јаглехидрати делумно се разложуваат на усната празнинаи стомакот. Главните реакции на дисимилација се случуваат во дуоденумот. Тој лачи сок од панкреасот кој го содржи ензимот амилаза, кој го разградува скробот во гликоза. Како што споменавме порано, гликозата се апсорбира во крвта во тенкото црево и се дистрибуира до сите клетки. Овде се користи како извор на енергија и структурна супстанција. Ова ја објаснува улогата што јаглехидратите ја играат во телото.

Супрамембрански комплекси на хетеротрофни клетки

Тие се карактеристични за животните и габите. Хемиски составИ молекуларна организацијаОвие структури се претставени со соединенија како што се липиди, протеини и јаглехидрати. Улогата на јаглехидратите во телото е да учествуваат во изградбата на мембраните. Човечките и животинските клетки имаат посебна структурна компонента наречена гликокаликс. Овој тенок површински слој се состои од гликолипиди и гликопротеини поврзани со цитоплазматската мембрана. Обезбедува директна комуникација помеѓу клетките и надворешната средина. Овде се јавуваат и перцепција на иритации и екстрацелуларно варење. Благодарение на нивната обвивка од јаглени хидрати, клетките се држат заедно за да формираат ткиво. Овој феномен се нарекува адхезија. Да додадеме и дека „опашките“ на молекулите на јаглени хидрати се наоѓаат над површината на клетката и се насочени во интерстицијалната течност.

Друга група на хетеротрофни организми, габи, исто така имаат површински апарат наречен клеточен ѕид. Вклучува сложени шеќери - хитин, гликоген. Некои видови печурки содржат и растворливи јаглехидрати како трехалоза, наречен шеќер од печурки.

Кај едноклеточните животни, како што се цилијатите, површинскиот слој, пеликулата, исто така содржи комплекси на олигосахариди со протеини и липиди. Кај некои протозои, пеликулата е прилично тенка и не ја попречува промената на обликот на телото. А во други се згуснува и станува силна, како школка, извршувајќи заштитна функција.

Растителен клеточен ѕид

Содржи и големи количини јаглехидрати, особено целулоза, собрани во форма на снопови влакна. Овие структури формираат рамка вградена во колоидна матрица. Се состои главно од олиго- и полисахариди. Клеточните ѕидови на растителните клетки можат да станат лигнифицирани. Во овој случај, просторите помеѓу сноповите на целулоза се полни со друг јаглехидрат - лигнин. Ги подобрува функциите за поддршка клеточната мембрана. Често, особено кај повеќегодишните дрвенести растенија, надворешниот слој, кој се состои од целулоза, е покриен со супстанција слична на маснотии - суберин. Ја спречува водата да навлезе во растителните ткива, така што основните клетки брзо умираат и се покриваат со слој од плута.

Сумирајќи го горенаведеното, гледаме дека јаглехидратите и мастите се тесно меѓусебно поврзани во растителниот клеточен ѕид. Нивната улога во телото на фототрофите е тешко да се потцени, бидејќи гликолипидните комплекси обезбедуваат поддршка и заштитни функции. Ајде да ја проучиме разновидноста на јаглени хидрати карактеристични за организмите од кралството Дробјанка. Ова ги вклучува прокариотите, особено бактериите. Нивниот клеточен ѕид содржи јаглени хидрати - муреин. Во зависност од структурата на површинскиот апарат, бактериите се делат на грам-позитивни и грам-негативни.

Структурата на втората група е посложена. Овие бактерии имаат два слоја: пластичен и крут. Првиот содржи мукополисахариди, како што е муреинот. Неговите молекули изгледаат како големи мрежести структури кои формираат капсула околу бактериската клетка. Вториот слој се состои од пептидогликан, соединение од полисахариди и протеини.

Липополисахаридите на клеточниот ѕид им овозможуваат на бактериите цврсто да се закачат на различни супстрати, како што се забната глеѓ или мембраната на еукариотските клетки. Покрај тоа, гликолипидите промовираат адхезија на бактериските клетки едни на други. На овој начин, на пример, се формираат синџири на стрептококи и кластери на стафилококи, згора на тоа, некои видови прокариоти имаат дополнителна мукозна мембрана - пеплос. Содржи полисахариди и лесно се уништува со изложување на силно зрачење или при контакт со одредени хемикалии, како што се антибиотиците.

Запомнете!

Кои материи се нарекуваат биолошки полимери?

Ова се полимери - соединенија со висока молекуларна тежинакои се дел од живите организми. Протеини, некои јаглени хидрати, нуклеински киселини.

Кое е значењето на јаглехидратите во природата?

Фруктозата е широко распространета во природата - овошниот шеќер, кој е многу посладок од другите шеќери. Овој моносахарид им дава сладок вкус на растителното овошје и мед. Најчестиот дисахарид во природата, сахарозата или шеќерот од трска, се состои од гликоза и фруктоза. Се добива од шеќерна трска или шеќерна репка. Скробот за растенијата и гликогенот за животните и габите се резерва на хранливи материи и енергија. Целулозата и хитинот вршат структурни и заштитни функции во организмите. Целулозата или влакната ги формираат ѕидовите на растителните клетки. Од страна на вкупна масасе наоѓа на прво место на Земјата меѓу сите органски соединенија. Во својата структура, хитин е многу блиску до целулозата, која ја формира основата на егзоскелетот на членконогите и е дел од клеточниот ѕид на габите.

Наведете ги протеините што ги знаете. Кои функции ги извршуваат?

Хемоглобинот е крвен протеин кој транспортира гасови во крвта.

Миозин - мускулен протеин, мускулна контракција

Колаген - протеин на тетивите, кожа, еластичност, растегливост

Казеин - млечни протеини, хранливи материи

Прегледајте ги прашањата и задачите

1. Кои хемиски соединенија се нарекуваат јаглехидрати?

Ова е голема група на природни органски соединенија. Во животинските клетки, јаглехидратите сочинуваат не повеќе од 5% од сувата маса, а во некои растителни клетки (на пример, компирот) нивната содржина достигнува 90% од сувата маса. Јаглехидратите се поделени во три главни класи: моносахариди, дисахариди и полисахариди.

2. Што се моно- и дисахариди? Наведи примери.

Моносахаридите се состојат од мономери со мала молекуларна тежина органска материја. Моносахаридите рибоза и деоксирибоза се дел од нуклеинските киселини. Најчестиот моносахарид е гликозата. Гликозата е присутна во клетките на сите организми и е еден од главните извори на енергија за животните. Ако два моносахариди се комбинираат во една молекула, соединението се нарекува дисахарид. Најчестиот дисахарид во природата е сахарозата, или шеќер од трска.

3. Кој прост јаглехидрат служи како мономер на скроб, гликоген, целулоза?

4. Од кои органски соединенија се состојат протеините?

Долгите протеински синџири се направени од само 20 разни видовиамино киселини кои имаат целокупниот планструктура, но се разликуваат едни од други по структурата на радикалот. Кога се комбинираат, молекулите на амино киселините формираат таканаречени пептидни врски. Двата полипептидни синџири кои го сочинуваат хормонот на панкреасот, инсулинот, содржат 21 и 30 остатоци од аминокиселини. Ова се некои од најкратките „зборови“ во протеинскиот „јазик“. Миоглобинот е протеин кој го врзува кислородот во мускулното ткиво и се состои од 153 амино киселини. Колагенскиот протеин, кој ја формира основата на колагенските влакна на сврзното ткиво и ја обезбедува неговата сила, се состои од три полипептидни синџири, од кои секоја содржи околу 1000 остатоци од аминокиселини.

5. Како се формираат секундарните и терциерните структури на протеините?

Со извртување во форма на спирала, протеинската нишка добива повисоко ниво на организација - секундарна структура. Конечно, полипептидната спирала се превиткува, формирајќи топка (глобула). Токму оваа терциерна структура на протеинот е неговата биолошки активна форма, која има индивидуална специфичност. Меѓутоа, за одреден број протеини терциерната структура не е конечна. Секундарната структура е полипептиден синџир извиткан во спирала. За посилна интеракција во секундарна структура, интрамолекуларната интеракција се јавува со помош на –S–S– сулфидни мостови помеѓу свиоците на спиралата. Ова ја осигурува силата на оваа структура. Терциерната структура е секундарна спирална структура извиткана во глобули - компактни грутки. Овие структури обезбедуваат максимална сила и поголемо изобилство во клетките во споредба со другите органски молекули.

6. Наведете ги функциите на протеините кои ви се познати. Како можете да ја објасните постоечката разновидност на функциите на протеините?

Една од главните функции на протеините е ензимска. Ензимите се протеински катализатори кои ги забрзуваат хемиските реакции во живите организми. Ензимска реакција е хемиска реакција, што се јавува само во присуство на ензим. Без ензим, ниту една реакција не се јавува кај живите организми. Работата на ензимите е строго специфична, секој ензим има свој супстрат, кој го разградува. Ензимот одговара на неговиот супстрат како „клуч за брава“. Така, ензимот уреаза го регулира разградувањето на уреата, ензимот амилаза го регулира скробот, а ензимите на протеаза ги регулираат протеините. Затоа, изразот „специфичност на дејството“ се користи за ензими.

Протеините вршат и разни други функции во организмите: структурни, транспортни, моторни, регулаторни, заштитни, енергетски. Функциите на протеините се доста бројни, бидејќи тие се во основата на разновидноста на животот. Тоа е компонента на биолошките мембрани, транспорт на хранливи материи, на пример, хемоглобин, мускулна функција, хормонална функција, одбрана на телото - работа на антигени и антитела и други важни функции во телото.

7. Што е денатурација на протеини? Што може да предизвика денатурација?

Денатурацијата е нарушување на терциерната просторна структура на протеинските молекули под влијание на различни физички, хемиски, механички и други фактори. Физички фактори се температурата, зрачењето Хемиски фактори се ефектот на било која хемиски супстанција врз протеините: растворувачи, киселини, алкалии, концентрирани материи итн. Механички фактори - тресење, притисок, истегнување, извртување итн.

Размислете! Запомнете!

1. Користејќи го знаењето стекнато од проучувањето на биологијата на растенијата, објаснете зошто има значително повеќе јаглехидрати во растителните организми отколку кај животните.

Бидејќи основата на животот - исхраната на растенијата - е фотосинтезата, ова е процес на формирање на сложени органски јагленохидратни соединенија од поедноставен неоргански јаглерод диоксид и вода. Главниот јаглехидрат што го синтетизираат растенијата за воздушна исхрана е гликозата, исто така, може да биде скроб.

2. Кои болести може да произлезат од нарушена конверзија на јаглехидратите во човечкото тело?

Регулирањето на метаболизмот на јаглени хидрати главно го вршат хормоните и централниот нервен систем. Глукокортикостероидите (кортизон, хидрокортизон) ја инхибираат стапката на транспорт на гликоза во ткивните клетки, инсулинот го забрзува; адреналинот го стимулира процесот на формирање на шеќер од гликоген во црниот дроб. Церебралниот кортекс, исто така, игра одредена улога во регулирањето на метаболизмот на јаглени хидрати, бидејќи психогените фактори го зголемуваат формирањето на шеќер во црниот дроб и предизвикуваат хипергликемија.

Состојбата на метаболизмот на јаглени хидрати може да се процени според нивото на шеќер во крвта (нормално 70-120 mg%). Со оптоварување на шеќер, оваа вредност се зголемува, но потоа брзо достигнува нормала. Нарушувања на метаболизмот на јаглени хидрати се јавуваат кога разни болести. Така, со недостаток на инсулин, се јавува дијабетес мелитус.

Намалувањето на активноста на еден од ензимите на метаболизмот на јаглени хидрати - мускулна фосфорилаза - доведува до мускулна дистрофија.

3. Познато е дека доколку нема протеин во исхраната, дури и покрај доволната калорична содржина на храната, растот кај животните престанува, составот на крвта се менува и се јавуваат други патолошки појави. Која е причината за ваквите прекршувања?

Во телото има само 20 различни видови на аминокиселини, кои имаат општ план на структура, но се разликуваат едни од други по структурата на радикалот протеински молекули, доколку не консумирате протеини, на пример есенцијални протеини, кои не можат да се формираат самостојно во телото, туку мора да се консумираат со храна. Така, ако не јадете протеини, многу протеински молекули нема да можат да се формираат во самото тело и ќе се појават патолошки промени. Растот е контролиран од растот на коскените клетки, главниот елемент на секоја клетка е протеинот; хемоглобинот е главниот крвен протеин кој обезбедува транспорт на главните гасови во телото (кислород, јаглерод диоксид).

4. Објаснете ги тешкотиите што се јавуваат при трансплантација на органи, врз основа на знаењето за специфичноста на протеинските молекули во секој организам.

Протеините се генетски материјал бидејќи ја содржат структурата на ДНК и РНК на телото. Така, протеините имаат генетски карактеристикиСекој организам има генски информации шифрирани во нив, ова е тешкотијата при трансплантација од странски (неповрзани) организми, бидејќи тие имаат различни гени, а со тоа и протеини.