Номенклатура и классификация.

Для МС характерно окончание -оза. Их классифицируют:

1. По количеству атомов С на:

а) триозы (С3)

б) тетрозы (С4)

в) пентозы (С5) (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза, арабиноза)

г) гексозы (С6) (глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза) и т д.

2. По главной функциональной группе:

а) альдозы (глюкоза, галактоза, манноза)

б) кетозы (фруктоза, рибулоза, ксилулоза)

Олигосахариды (дисахариды) – это сложные углеводы, которые в растворе гидролизируют на несколько (от 2 до 10 МС) остатков.

Представители дисахаридов:

а) лактоза (или молочный сахар) находится в молоке (4-5%), состоит из β,D-галактозы и α,D-глюкозы;

б) сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) – широко распространенный пищевой углевод, состоит из α,D-глюкозы и β,D-фруктозы, которые связаны α-1,2-гликозидной связью

в) мальтоза – продукт частичного гидролиза крахмала в ЖКТ; (состоит из 2 остатков α,D-глюкозы);

г) целлобиоза – продукт неполного гидролиза клетчатки (состоит из 2 остатков β,D-глюкозы);

Полисахариды( гликаны, полигликозиды) – это биополимеры, которые состоят из большого количества МС остатков

Делятся на:

· Гомополисариды – это биополимеры, которые состоят из большого количества одинаковых моносахаридных остатков. Представители: крахмал (С6Н10О5)n, гликоген (животныйкрахмал) (С6Н10О5)n , клетчатка (целлюлоза) состоит из остатков β,D-глюкозы, декстран бактериального происхождения, инсулин состоит из остатков β,D-фруктозы, пектин С интезируется высшими растениями и некоторыми водорослями;

· Гетерополисахариды – (гетерогликаны, мукополисахариды) – это биополимеры, состоящие из различных, многократно повторяющихся, МС остатков

Представители:

· Гиалуроновая кислота – состоит из β,D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина, которые связаны β-1,3-гликозидной связью.

· Мурамин

· Гепарин

Функции углеводов различных классов. Моносахариды и их производные выполняют, во-первых, энергетическую функцию: окислительное расщепление этих соединений дает организму 55-60 % необходимой ему энергии. Во-вторых, используются в клетках для синтеза других необходимых клетке веществ, в том числе соединений других классов; В третьих, выполняют структурную функцию, являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как полисахариды или нуклеотиды.

Главной функцией гетероолигосахаридов является структурная функция - они являются структурными компонентами гликопротеидов и гликолипидов. В этом качестве гетероолигосахариды участвуют в реализации гликопротеидами целого ряда функций: регуляторной [гормоны гипофиза тиротропин и гонадотропины - гликопротеиды],коммуникативной [рецепторы клеток - гликопротеины], защитной [антитела - гликопротеины]. Кроме того, гетероолигосахаридные блоки, входя в состав гликолипидов и гликопротеидов, участвуют в формировании клеточных мембран, образуя, например, такой важный элемент клеточной структуры как гликокаликс.

Гликоген - единственный гомополисахарид, имеющийся в организме животных - выполняет резервную функцию. Гликоген в том или ином количестве присутствует практически во все клетках человеческого организма. Запасы гликогена в печени могут составлять до 3-5 % от сырой массы этого органа [порой до 10 % ], а его содержание в мышцах - до 1% общей массы ткани.

Функции некоторых углеводов, имеющихся в организме, весьма специфичны. Так, гепарин является естественным антикоагулянтом - он препятствует свертыванию крови в сосудах, а лактоза, о чем уже упоминалось, является резервным углеводом женского молока.

Перевариание. Суточная потребность в углеводах составляет примерно 400 г. В процессе усвоения пищи все экзогенные полимеры углеводной природы расщепляются до мономеров, а во внутреннюю среду организма из кишечника поступают лишь моносахариды и их производные.

Расщепление крахмала или гликогена пищи начинается уже в ротовой полости за счет воздействия на эти гомополисахариды амилазы и мальтазы слюны. В желудке при пищеварении среда кислая и амилаза слюны, попадающая в желудок вместе с пищевым комком, практически не работает. Основная масса крахмала и гликогена пищи расщепляется в тонком кишечнике под действием амилазы поджелудочной железы до дисахаридов мальтозы и изомальтозы. Образовавшиеся дисахариды расщепляются до глюкозы при участии ферментов, секретируемых стенкой кишечника: мальтазы и изомальтазы. Мальтаза катализирует гидролиз a-1,4-гликозидных связей, а изомальтаза - гидролиз a-1,6-гликозидных связей. Поступившая с пищей сахароза расщепляется в кишечнике до глюкозы и фруктозы при участии фермента сахаразы, а поступившая лактоза - до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Всасывание моносахаридов происходит в тонком кишечнике, причем скорости всасывания различных моносахаридов существенно различны. Принято считать, что всасывание глюкозы и галактозы идет с участием механизмов активного транспорта, всасывание фруктозы и рибозы - по механизму облегченной диффузии, а всасывание маннозы или ксилозы по механизму простой диффузии.

Пул глюкозы - это общее содержание свободной глюкозы в организме, составляет величину порядка 20 г. Пул глюкозы в организме есть результат динамического равновесия процессов, обеспечивающих пополнение этого пула и процессов, сопровождающихся использованием глюкозы из пула для нужд органов тканей.

Пополнение пула глюкозы идет за счет следующих процессов:

А) поступление глюкозы из кишечника;

Б) образование глюкозы из других моносахаридов, например, из галактозы или фруктозы;

В) распад резервного гликогена в печени ;

Г)синтез глюкозы из неуглеводных соединений, т.е. глюконеогенез.

Основные направления использования глюкозы из пула:

А) окислительный распад глюкозы

Б) синтез резервного гликогена;

В) синтез липидов;

Г) синтез других моносахаридов или их производных;

Д) синтез заменимых аминокислот;

Е) синтез других азотсодержащих соединений, необходимых клеткам.

Содержание глюкозы в крови составляет 3,3 - 5,5 мМ/л.

Гипогликеми́я - патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в крови ниже 3,5 ммоль/л.

Признаки:

1)чувство слабости и усталости;

2) чувство голода

3) тахикардия

4) бледность головокружение

5) повышенная потливость

Гипергликемия - патологическое состояние, характеризующееся повышением концентрации глюкозы в крови выше 3,5 ммоль/л.

Признаки:

1)Жажда

2) Головная боль

3) Потеря веса

4) ухудшение зрения

5) запоры, диарея

Причины:

1)низкое количество инсулина в крови

2) переедание калорийной пищи

3) Стресс

4) инфекционные и хронические заболевания

4.2. Биосинтез и «мобилизация» гликогена в печени. Физиологическая роль этих процессов, их регуляция. Пути окислительного распада в клетках галактозы, фруктозы, гликогена, их физиологическое значение. Наследственные нарушения обмена этих соединений: галактоземия, фруктозурия, гликогенозы.).

Синтез и распад гликогена обеспечивают постоянство концентрации глюкозы в крови и создают депо для её использования тканями по мере необходимости.

· Синтез гликогена (гликогеногенез):создание энергетического резерва.Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Следует отметить, что синтез гликогена из глюкозы, является эндергоническим, т.е. требующим затрат энергии.

Глюкоза

путем фосфорилирования глюкозы при участии АТФ,и ферментом:гексокиназа

Глюкозо-6-фосфат

Под действием фермента фосфоглюкокиназа

Глюкозо-1-фосфат

Праймер(олигосахарид)

Глюкозо-1-фосфат+Утф ,при участии УДФ-глюкопирофосфорилаза

УДФ-глюкоза(используется как донор остатка глюкозы при синтезе гликогена) Еще происходит присоединения глюкозы к уже имеющейся молекуле при помощи дополнительного праймера.

Таким образом, синтезируется полисахарид, аналогичный по строению с «затравочным». Глюкозные остатки переносятся гликогенсинтазой на нередуцирующий конец олигосахарида и связываются α-1,4-гликозидными связями. По окончании синтеза гликогенин остаётся включённым в гранулу гликогена.

Гликоген