Химия углеводов

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ УГЛЕВОДОВ И ИХ ФУНКЦИИ
Важной составной частью всех живых организмов являются у г л е в о д ы, хотя они и входят в состав тела человека и животных в значительно меньшем количестве, чем белки и жиры (сумма всех углеводов, содержащихся в органах и тканях человека , составляет не более 2 % сухого веса тела).

В значительно большем количестве углеводы входят в состав растительных организмов (до 80 % сухого веса). Если принять во внимание, что подавляющая часть всей массы живого вещества на земном шаре приходится на долю растений, то следует признать, что углеводы являются самыми распространенными органическими веществами в природе.

Углеводы способны откладываться в виде крахмала в растениях и гликогена в организме животных и человека. Эти запасы расходуются по мере надобности. В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо.

Функции углеводов
Строительная или пластическая (принимают участие в синтезе нуклепротеидов, липоидов, сложных ферментов).
Запасающая (депо гликогена в печени и мышцах).
Защитная (соединения углеводов предохраняют стенки полых органов от механических повреждений).

Функции углеводов
Регуляторная (определенное содержание клетчатки в пище вызывает механическое раздражение желудка и кишечника, способствуя перистальтике).
Специфическая (углеводы участвуют в образовании антител, в проведении нервных импульсов и т.д.)
Источник энергии ( при окислении 1 г выделяется до 17 кДж или 4,1 ккал энергии.

Функциональная значимость углеводов определяет необходимость обеспечения организма этими питательными веществами, Суточная потребность в углеводах для человека составляет в среднем 400-450 г с учетом возраста, рода трудовой деятельности, пола и некоторых других факторов

Потребность в углеводах различных групп населения
Работники, не связанные с физическим трудом М 410 Ж 369
Работники механизированного физического труда М 478 Ж 437
Студенты М 450 Ж 383

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СОСТАВ УГЛЕВОДОВ
Углеводы - органические вещества, в состав которого входят углерод, водород, кислород, содержащие две функциональные группы-
карбонильную ⎯С=О
⏐
Н
спиртовую ⎯ОН, это альдегидоспирты

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
1 группа- моносахариды ( простые сахара)
2 группа –олигосахариды
( от 2 до 10 моносахаридов)
3 группа – полисахариды (гликаны)

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
1 группа- моносахариды:
Триозы:глицеральдегид, диоксиацетон
Тетрозы: эритроза
Пентозы: рибоза, дезоксирибоза
Гексозы: глюкоза, галактоза, фруктоза

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
2 группа- олигосахариды (дисахариды):
Мальтоза= глюкоза+глюкоза
Лактоза= галактоза+ глюкоза
Сахароза= фруктоза+глюкоза

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
3 группа- полисахариды (гликаны):
Гомополисахариды:крахмал, гликоген
Гетерополисахариды: гепарин,
хондроитинсерная кислота, гиалуроновая кислота.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ
Моносахариды (монозы) - альдегидо- или кетоноспирты, которые получаются путем окисления одной группы -ОН многоатомного спирта. Монозы - твердые кристаллические вещества, растворимые в воде, сладкие на вкус.

В зависимости от числа атомов углерода название строится из названия греческого числительного плюс окончание "-оза":
С3- триозы (С3Н6О3);
С4- тетрозы (С4Н8О4);
С5- пентозы (С5Н10О5);
С6- гексозы (С6Н12О6);

Триозы
играют важную роль в обмене углеводов. Простейшие представители - глицеральдегид (альдоза - карбоксильная группа находится в конце цепи) и диоксиацетон (кетоза - любое положение группы -СООН).

Тетрозы
при распаде углеводов в животных тканях образуются и фосфолирированные тетрозы (эритрозофосфаты). Эритроза:
СОН ⏐
Н - С - ОН
⏐
Н - С - ОН
⏐
СН2ОН

Пентозы
широко представлены в животном мире, входят в состав ДНК и РНК, ферментов. К ним относятся рибоза и дезоксирибоза. Пентозы принимают участие в промежуточном обмене углеводов.

Гексозы
наибольшее значение имеют глюкоза, фруктоза и галактоза.
Глюкоза и галактоза являются альдегидоспиртами, фруктоза - кетоспиртом.
Глюкоза - один из основных источников энергии, а для нервной ткани и мозга - единственным. Это самая активная форма обмена углеводов

Галактоза
изомер глюкозы, входит в состав лактозы (молочный сахар), некоторых полисахаридов. В печени галактоза превращается в глюкозу, а в молочной железе из глюкозы образуется галактоза, участвующая в образовании лактозы.

Фруктоза
широко распространена, в свободном виде встречается в плодах и фруктах. Образуется при гидролизе сахарозы. Имеет очень сладкий вкус, от чего зависит особая сладость меда. Она хуже всасывается в кишечнике.

Олигосахариды или дисахариды
К ним относятся сахара, которые при гидролизе образуют две гексозы: мальтоза, лактоза, сахароза.
Мальтоза - структурный элемент гликогена и крахмала.
Лактоза содержится только в молоке : в женском - 6-7 %, молоке коров и коз - 4-5 %.
Сахароза - свекловичный сахар, тростниковый сахар.

Полисахариды
(полиозы или гликаны)
Делятся на две группы:
1. гомополисахариды при гидролизе образуется остатки одного моносахарида
2. гетерополисахариды при гидролизе образуется остатки 2-х и более моносахаридов

Гомополисахариды
Крахмал -углевод растений
Клетчатка -структурный компонент растений
Гликоген –углевод тканей (печень, мышцы) животных, основной источник энергии

Гетерополисахариды(мукополисахариды, гликозоаминогликаны)
Играют важную роль в процессах регенерации и роста тканей, оплодотворении, взаимодействия организма с инфекционным агентом (бактерии, вирусы), в построении клеточных мембран, особенно соединительной ткани.

Гетерополисахариды
(мукополисахариды, гликозоаминогликаны)
Гиалуроновая кислота- притягивает воду и набухает, соединяет клетки, заполняя межклеточное вещество. ГК находится в стекловидном теле глаза, в пупочном канатике, в синовиальной жидкости, в капсулах бактерий. В бактериях, в быстрорастущих злокачественных опухолях, в пчелином и змеином ядах содержится комплекс ферментов, именуемый гиалуронидазой, вызывающий распад ГК до глюкозоамина и глюкуроновой кислоты. При действии гиалуронидазы увеличивается проницаемость яйцеклетки для проникновения сперматозоидов

Гетерополисахариды
(мукополисахариды, гликозоаминогликаны)
Хондроитинсерная кислота -высокомолекулярное соединение, содержащее галактозамин, глюкуроновуюи серную кислоты. Содержится в соединительной ткани, участвует в их построении, способствует отложению Са в костях, т.е. регулирует минеральный обмен.

Гетерополисахариды(мукополисахариды, гликозоаминогликаны)
Гепарин- замедляет свертываемость крови, применяется в качестве стабилизатора крови при ее переливании, для профилактики тромбозов. Гепарин образуется в клетках печени и выделяется в кровь

Гетерополисахариды
(мукополисахариды, гликозоаминогликаны)
К гликозоаминогликанам относится нейраминовая кислота и ее производные, называемые сиаловыми кислотами. Они входят в состав коллагенового комплекса всех органов и тканей. При воспалительных процессах уровень сиаловых кислот в крови повышен пропорционально степени воспалительно-деструктивного процесса. т. е. служит индикатором оценки активности процесса.