Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль.
Веществами, широко распространенными в природе, являются углеводы, поступающие в организм человека в составе животной и растительной пищи в форме
полимеров (крахмал, гликоген),
дисахаридов (лактоза, сахароза)
моносахаридов (глюкоза, фруктоза, пентозы).
—по структуре альдегидо- или кетоспирты(обладают восстанав-ливающими свойствами и выполняют целый ряд жизненно важных функций)
1—основной источник энергии в организме человека. 60% энергетических затрат взрослого человека и 40% – ребенка покрываются за счет аэробного и анаэробного окисления углеводов. При окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
2— резервная форма энергии. Полисахарид гликоген за счет высокополимерной, разветвленной структуры молекулы способен концентрировать значительные количества энергии в печени и мышцах, не обладая при этом осмотическим эффектом. Участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК
3—структурная роль, т. к. глюкозоаминогликаны являются структурными компонентами соединительной ткани, обеспечи-вая ее прочность, упругость и нормальную проницаемость.
4—защитную функцию. Гликопротеины входят в состав муцинов и мукоидов, являются факторами групповой принадлежности крови, участвуют в поддержании иммунитета, входят в состав клеточных рецепторов.
5—регуляторные функции, поскольку входят в состав таких соединений как нуклеотидные коферменты, нуклеиновые кислоты, гормоны. многие олигосахариды входят в состав воспринимающей части клеточных рецепторов или молекул-лигандов.
6 —участвуют в обеспечении осмотического давления и осморегуляции. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы. От концентрации глюкозы зависитосмотическое давление крови.
Основные углеводы пищи человека, потребность в углеводах.
У человека углеводы присутствуют в меньших количествах (2%).
В растительных организмах на долю углеводов приходится до 20% сухой массы тела.
Суточная потребность 400-450 грамм в сутки(в 3-4 раза больше Б и Ж)
С пищей в организм поступают дисахариды сахароза, лактоза, мальтоза, фруктоза.
ГЛИКОГЕН – главный резервный полисахарид высших животных и человека,
построенный из остатков D-глюкозы.
Эмпирическая формулагликогена, как и крахмала, (С6Н10О5)n.
содержится практически во всех органах и тканях животных и человека; наибольшее количество обнаружено в печени и мышцах.
Молекулярная масса гликогена 105–108 Да и более. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1–>4-гликозидными связями. В точках ветвления имеются α-1–>6-гликозидные связи. По строению гликоген близок к амилопектину. В молекуле гликогена различают внутренние ветви – участки от периферической точки ветвления до нередуцирующего конца цепи. Гликоген характеризуется более разветвленной структурой, чем амилопектин; линейные отрезки в молекуле гликогена включают 11–18 остатков α-D-глюкопиранозы.
При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и, наконец, глюкозы.
КРАХМАЛ — наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона
резервный полисахарид растений, содержащийся в наибольшем количестве (до 45% от массы сухого вещества) в зёрнах злаков (пшеница, кукуруза, рис и др.), а также луковицах, стеблях и клубнях растений (в картофеле примерно 65%).
Читайте также: Чехлы черно серые ткань
разветвлённый полисахарид, состоящий из остатков глюкозы (гомогликан)
находится в клетках растений в виде гранул, практически нерастворим в воде
состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза — неразветвлённый полисахарид, включающий 200-300 остатков глюкозы, связанных α-1,4-гликозидной связью. Благодаря α-конфигурации глюкозного остатка, полисахаридная цепь имеет конформацию спирали. Синяя окраска при добавлении йода к раствору крахмала обусловлена наличием такой спирали. Амилопектин имеет разветвлённую структуру. В местах ветвления остатки глюкозы соединены α-1,6-гликозидными связями. Линейные участки содержат примерно 20-25 остатков глюкозы. При этом формируется древовидная структура, в которой имеется лишь одна аномерная ОН-группа
высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы. Его молекулярная масса составляет порядка 105-108 Д.
23.24.Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов
Гликоген – главный резервныйполисахаридвысших животных и человека, построенный из остатков D-глюкозы. Эмпирическая формулагликогена, как икрахмала, (С6Н10О5)n.Гликогенсодержится практически во всех органах итканяхживотных и человека; наибольшее количество обнаружено впечении мышцах.Молекулярная массагликогена105–108 Да и более. Егомолекулапостроена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остаткиглюкозысоединены α-1–>4-гликозидными связями. В точках ветвления имеются α-1–>6-гликозидные связи. По строениюгликогенблизок камилопектину. Вмолекулегликогенаразличают внутренние ветви – участки от периферической точки ветвления до нередуцирующего конца цепи.Гликогенхарактеризуется более разветвленной структурой, чем амилопектин; линейные отрезки вмолекулегликогенавключают 11–18 остатков α-D-глюкопиранозы.
При гидролизегликоген, подобнокрахмалу, расщепляется с образованием сначаладекстринов, затеммальтозыи, наконец,глюкозы.
Различают шесть основных классов гликозаминогликанов . Каждый изгликозаминогликановсодержит характерную для него повторяющуюся дисахаридную единицу; во всех случаях (кроме кератансульфатов) эта единица содержит либо глюкуроновую, либо идуроновуюкислоту. Всегликозаминогликаны, за исключением гиалуроновойкислоты, содержат остаткимоносахаридовс О- или N-сульфатной группой.Гликозаминогликанызначительно различаются по размерам, ихмолекулярные массыв пределах от 104 Да длягепаринадо 107 Да для гиалуроновойкислоты.
Выделенные индивидуальные гликозаминогликанымогут содержать смесь цепей различной длины.Гликозаминогликаныкак основноескрепляющеевеществосвязаны со структурными компонентами костей исоединительной ткани. Их функция состоит также в удержании большой массыводыи в заполнении межклеточного пространства. Иными словами,гликозаминогликаны– основной компонент внеклеточноговещества– жела-тинообразноговещества, заполняющего межклеточное пространствотканей. Они также содержатся в больших количествах в синовиальнойжидкости– это вязкий материал, окружающий суставы, который служит смазкой и амортизатором. Поскольку водныерастворыгликозаминогликановгелеобразны, их называютмукополисахаридами.
Наконец, если цепи гликозаминогликанаприсоединены к белковоймолекуле, соответствующее соединение называютпротеогликаном.
Протеогликаныобразуют основноевеществовнеклеточного матрикса. В отличие от простыхгликопротеинов, которые содержат только несколько процентовуглеводов(по массе),протеогликанымогут содержать до 95% (и более)углеводов.
Крахмал— наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона. Это резервный полисахарид растений, содержащийся в наибольшем количестве (до 45% от массы сухого вещества) в зёрнах злаков (пшеница, кукуруза, рис и др.), а также луковицах, стеблях и клубнях растений (в картофеле примерно 65%). Крахмал — разветвлённый полисахарид, состоящий из остатков глюкозы (гомогликан). Он находится в клетках растений в виде гранул, практически нерастворим в воде. Крахмал состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза — неразветвлённый полисахарид, включающий 200-300 остатков глюкозы, связанных α-1,4-гликозидной связью. Благодаря α-конфигурации глюкозного остатка, полисахаридная цепь имеет конформацию спирали. Синяя окраска при добавлении йода к раствору крахмала обусловлена наличием такой спирали. Амилопектин имеет разветвлённую структуру. В местах ветвления остатки глюкозы соединены α-1,6-гликозидными связями. Линейные участки содержат примерно 20-25 остатков глюкозы. При этом формируется древовидная структура, в которой имеется лишь одна аномерная ОН-группа. Крахмал — высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы. Его молекулярная масса составляет порядка 105-108 Д.
Читайте также: Вискоза ткань села после стирки что делать
Биологическое значение углеводов:
Углеводы выполняют структурную функцию, то есть участвуют в построении различных клеточных структур (например,клеточных стенокрастений).
Углеводы выполняют защитную роль у растений (клеточные стенки, состоящие из клеточных стенок мертвых клеток защитные образования — шипы, колючки и др.).
Углеводы выполняют пластическую функцию— хранятся в виде запаса питательных веществ, а также входят в состав сложных молекул (например,пентозы(рибозаидезоксирибоза) участвуют в построенииАТФ,ДНКиРНК.
Углеводы являются основным энергетическимматериалом. При окислении 1граммауглеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 гводы.
Углеводы участвуют в обеспечении осмотического давления и осморегуляции. Так, в кровисодержится 100—110 мг/% глюкозы. От концентрацииглюкозызависитосмотическое давлениекрови.
Углеводы выполняют рецепторную функцию — многие олигосахариды входят в состав воспринимающей части клеточных рецепторовили молекул-лигандов.
Основные углеводы животных их биологическая роль, основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.
В пище содержатся в основном такие дисахариды, как сахароза, лактоза и мальтоза.
Сахароза — дисахарид, состоящий из a-D-глюкозы и В-D-фруктозы, соединённых а,B-1,2- гликозидной связью.
Лактоза — молочный сахар- дисахарид; В лактозе аномерная ОН-группа первого углеродного атома остатка D-галактозы В-гликозидной связью с четвёртым углеродным атомом D-глюкозы В-1,4-связь).
Мальтоза состоит из двух остатков D-глюкозы, соединённых а-1,4-гликозидной связью.
Крахмал — наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона. Это резервный полисахарид растений.
Крахмал состоит из амилозы и амилопектина.
Целлюлоза (клетчатка) — основной структурный полисахарид растений.Целлюлоза — линейный полисахарид гомогликан, построенный из остатков глюкозы, соединённых между собой В-1,4-гликозидными связями.
Гликоген — полисахарид животных и человека. в клетках животных выполняет резервную функцию, но, так как в пище содержится лишь небольшое количество гликогена, он не имеет пищевого значения.Гликоген представляет собой структурный аналог крахмала, но имеет большую степень ветвления.
В зависимости от выполняемых ими функций полисахариды можно разделить на 3 основные группы:
1)резервные полисахариды, выполняющие энергетическую функцию. Эти полисахариды служат источником глюкозы, используемым организмом по мере необходимости.
2) структурные полисахариды, обеспечивающие клеткам и органам механическую прочность
3) полисахариды, входящие в состав межклеточного матрикса, принимают участие в образовании тканей, а также в пролиферации и дифференцировке клеток.
Эпителиальные клетки кишечника способны всасывать только моносахариды. Поэтому процесс переваривания заключается в ферментативном гидролизе гликозидных связей в углеводах, имеющих олиго- или полисахаридное строение.
Читайте также: Что делать с сильно мнущейся тканью
Слюна на 99% состоит из воды и обычно имеет рН 6,8. В слюне присутствует гидролитический фермент
а- амилаза (а-1,4-гликозидаза), расщепляющая в крахмале а-1,4-гликозидные связи.
Амилаза слюны не расщепляет а-1,6-гликозидные связи (связи в местах разветвлений), поэтому крахмал переваривается лишь частично с образованием крупных фрагментов — декстринов и небольшого количества мальтозы.
Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы. В желудочном содержимом возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.
Переваривания частично расщеплённого крахмала происходит в тонком кишечнике в разных его отделах под действием гидролитических ферментов – гликозидаз.
панкреатическая а-амилаза. Этот фермент гидролизует а-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах.
Продукты переваривания крахмала на этом этапе — дисахарид мальтоза, содержащая 2 остатка глюкозы, связанные а-1,4-связью.
Панкреатическая а-амилаза не расщепляет а-1,6-гликозидные связи в крахмале, В-1,4-гликозидные связи, которыми соединены остатки глюкозы в молекуле целлюлозы.
Особенность переваривания углеводов в тонком кишечнике заключается в том, что активность специфических олиго- и дисахаридаз в просвете кишечника низкая. Но ферменты активно действуют на поверхности эпителиальных клеток кишечника.
Особенность переваривания углеводов в тонком кишечнике заключается в том, что активность специфических олиго- и дисахаридаз в просвете кишечника низкая. Но ферменты активно действуют на поверхности эпителиальных клеток кишечника.
Сахаразо-изомальтазный комплекс прикрепляется к мембране микроворсинок кишечника с помощью гидрофобного (трансмембранного) домена, образованного N-концевой частью полипептида. Каталитический центр выступает в просвет кишечника. Связь этого пищеварительного фермента с мембраной способствует эффективному поглощению продуктов гидролиза клеткой.
Сахаразо-изомальтазный комплекс гидролизует сахарозу и изомальтозу, расщепляя а-1,2- и а- 1,6-гликозидные связи. Кроме того, оба ферментных домена имеют мальтазную и мальтотриазную активности, гидролизуя а-1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе.
Гликоамилазный комплекс. Этот ферментативный комплекс катализирует гидролиз а-1,4-связи между глюкозными остатками в олигосахаридах, действуя с восстанавливающего конца.
В гликоамилазный комплекс входят две разные каталитические субъединицы, имеюцие небольшие различия в субстратной специфичности. Гликоамилазная активность комплекса наибольшая в нижних отделах тонкого кишечника.
Гликозидазный комплекс = Лактаза. она расщепляет В-1,4-гликозидные связи между галактозой и глюкозой в лактозе
Трегалаза — также гликозидазный комплекс, гидролизующий связи между мономерами в трегалозе — дисахариде, содержащемся в грибах.
Совместное действие всех перечисленных ферментов завершает переваривание пищевых олиго- и полисахаридов с образованием моносахаридов, основной из которых — глюкоза. Кроме глюкозы, из углеводов пищи также образуются фруктоза и галактоза, в меньшем количестве — манноза, ксилоза, арабиноза.
Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться разными способами: путём облегчённой диффузии и активного транспорта.
После всасывания моносахариды (главным образом, глюкоза) покидают клетки слизистой оболочки кишечника через мембрану, обращенную к кровеносному капилляру.
Часть глюкозы (более половины) через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и по воротной вене доставляется в печень.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом