Какой простой углевод служит мономером крахмала гликогена. Органические вещества

Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень Сивоглазов Владислав Иванович

8. Органические вещества. Углеводы. Белки

Вспомните!

Какие вещества называют биологическими полимерами?

Каково значение углеводов в природе?

Назовите известные вам белки. Какие функции они выполняют?

Углеводы (сахара). Это обширная группа природных органических соединений. В животных клетках углеводы составляют не более 5 % сухой массы, а в некоторых растительных (например, клуб ни картофеля) их содержание достигает 90 % сухого остатка. Углеводы подразделяют на три основных класса: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот (рис. 15). Глюкоза присутствует в клетках всех организмов и является одним из основных источников энергии для животных.

Широко распространена в природе фруктоза – фруктовый сахар, который значительно слаще других сахаров. Этот моносахарид придаёт сладкий вкус плодам растений и мёду.

Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называют дисахаридом . Самый распространённый в природе дисахарид – сахароза , или тростниковый сахар, – состоит из глюкозы и фруктозы (рис. 16). Её получают из сахарного тростника или сахарной свёклы. Именно она и есть тот самый сахар, который мы покупаем в магазине.

Сложные углеводы – полисахариды , состоящие из простых сахаров, выполняют в организме несколько важных функций (рис. 17). Крахмал для растений и

гликоген для животных и грибов являются резервом питательных веществ и энергии.

Рис. 15. Структурные формулы моносахаридов

Рис. 16. Структурная формула сахарозы (дисахарида)

Рис. 17. Строение полисахаридов

Крахмал запасается в растительных клетках в виде так называемых крахмальных зёрен. Больше всего его откладывается в клубнях картофеля и в семенах бобовых и злаков. Гликоген у позвоночных содержится главным образом в клетках печени и мышцах. Крахмал, гликоген и целлюлоза построены из молекул глюкозы.

Целлюлоза и хитин выполняют в организмах структурную и защитную функции. Целлюлоза, или клетчатка, образует стенки растительных клеток. По общей массе она занимает первое место на Земле среди всех органических соединений. По своему строению очень близок к целлюлозе хитин, который составляет основу наружного скелета членистоногих и входит в состав клеточной стенки грибов.

Белки (полипептиды). Одними из наиболее важных органических соединений в живой природе являются белки. В каждой живой клетке присутствует одновременно более тысячи видов белковых молекул. И у каждого белка своя особая, только ему свойственная функция. О первостепенной роли этих сложных веществ догадывались ещё в начале XX в., именно поэтому им дали название

протеины (от греч. protos – первый). В различных клетках на долю белков приходится от 50 до 80 % сухой массы.

Строение белков . Длинные белковые цепи построены всего из 20 различных типов аминокислот, имеющих общий план строения, но отличающихся друг от друга по строению радикала (R) (рис. 18). Соединяясь, молекулы аминокислот образуют так называемые пептидные связи (рис. 19).

Рис. 18. Общая структурная формула аминокислот, входящих в состав белков

Рис. 19. Образование пептидной связи между двумя аминокислотами

Две полипептидные цепи, из которых состоит гормон поджелудочной железы – инсулин, содержат 21 и 30 аминокислотных остатков. Это одни из самых коротких «слов» в белковом «языке». Миоглобин – белок, связывающий кислород в мышечной ткани, состоит из 153 аминокислот. Белок коллаген, составляющий основу коллагеновых волокон соединительной ткани и обеспечивающий её прочность, состоит из трёх полипептидных цепей, каждая из которых содержит около 1000 аминокислотных остатков.

Последовательное расположение аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями, является первичной структурой белка и представляет собой линейную молекулу (рис. 20). Закручиваясь в виде спирали, белковая нить приобретает более высокий уровень организации –

вторичную структуру . И наконец, спираль полипептида сворачивается, образуя клубок (глобулу). Именно такая третичная структура белка и является его биологически активной формой, обладающей индивидуальной специфичностью. Однако для ряда белков третичная структура не является окончательной.

Может существовать четвертичная структура – объединение нескольких белковых глобул в единый рабочий комплекс. Так, например, сложная молекула гемоглобина состоит из четырёх полипептидов, и только в таком виде она может выполнять свою функцию.

Функции белков . Огромное разнообразие белковых молекул подразумевает столь же широкое разнообразие их функций (рис. 21, 22). Около 10 тыс.

белков-ферментов служат катализаторами химических реакций. Они обеспечивают слаженную работу биохимического ансамбля клеток живых организмов, ускоряя во много раз скорость химических реакций.

Рис. 20. Строение белковой молекулы: А – первичная; Б – вторичная; В – третичная; Г – четвертичная структуры

Вторая по величине группа белков выполняет структурную и двигательную функции. Белки участвуют в образовании всех мембран и органоидов клетки. Коллаген входит в состав межклеточного вещества соединительной и костной ткани, а основным компонентом волос, рогов и перьев, ногтей и копыт является белок кератин. Сократительную функцию мышц обеспечивают актин и миозин.

Транспортные белки связывают и переносят различные вещества и внутри клетки, и по всему организму.

Белки-гормоны обеспечивают регуляторную функцию.

Например, соматотропный гормон, вырабатываемый гипофизом, регулирует общий обмен веществ и влияет на рост. Недостаток или избыток этого гормона в детском возрасте приводит соответственно к развитию карликовости или гигантизма.

Рис. 21. Основные группы белков

Чрезвычайно важна защитная функция белков. При попадании в организм человека чужеродных белков, вирусов или бактерий на защиту встают иммуноглобулины – защитные белки. Фибриноген и протромбин обеспечивают свёртываемость крови, предохраняя организм от кровопотери. Есть у белков и защитная функция несколько иного рода. Многие членистоногие, рыбы, змеи и другие животные выделяют токсины – сильные яды белковой природы. Белками являются и самые сильные микробные токсины, например ботулиновый, дифтерийный, холерный.

При нехватке пищи в организме животных начинается активный распад белков до конечных продуктов, и тем самым реализуется энергетическая функция этих полимеров. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

Рис. 22. Синтезированные белки или остаются в клетке для внутриклеточного применения, или выводятся наружу для использования на уровне организма

Рис. 23. Денатурация белка

Денатурация и ренатурация белков. Денатурация – это утрата белковой молекулой своей структурной организации: четвертичной, третичной, вторичной, а при более жёстких условиях – и первичной структуры (рис. 23). В результате денатурации белок теряет способность выполнять свою функцию. Причинами денатурации могут быть высокая температура, ультрафиолетовое излучение, действие сильных кислот и щелочей, тяжёлых металлов и органических растворителей.

Дезинфицирующее свойство этилового спирта основано на его способности вызывать денатурацию бактериальных белков, что приводит к гибели микроорганизмов.

Денатурация может быть обратимой и необратимой, частичной и полной. Иногда, если воздействие денатурирующих факторов оказалось не слишком сильным и разрушение первичной структуры молекулы не произошло, при наступлении благоприятных условий денатурированный белок может вновь восстановить свою трёхмерную форму. Этот процесс называют ренатурацией , и он убедительно доказывает зависимость третичной структуры белка от последовательности аминокислотных остатков, т.

е. от его первичной структуры.

Вопросы для повторения и задания

1. Какие химические соединения называют углеводами?

2. Что такое моно– и дисахариды? Приведите примеры.

3. Какой простой углевод служит мономером крахмала, гликогена, целлюлозы?

4. Из каких органических соединений состоят белки?

5. Как образуются вторичная и третичная структуры белка?

6. Назовите известные вам функции белков. Чем вы можете объяснить существующее многообразие функций белков?

7. Что такое денатурация белка? Что может явиться причиной денатурации?

Подумайте! Выполните!

1. Используя знания, полученные при изучении биологии растений, объясните, почему в растительных организмах углеводов значительно больше, чем в животных.

2. К каким заболеваниям может привести нарушение превращения углеводов в организме человека?

3. Известно, что, если в рационе отсутствует белок, даже несмотря на достаточную калорийность пищи, у животных останавливается рост, изменяется состав крови и возникают другие патологические явления. Какова причина подобных нарушений?

4. Объясните трудности, возникающие при пересадке органов, опираясь на знания специфичности белковых молекул в каждом организме.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Узнайте больше

К настоящему времени выделено и изучено более тысячи ферментов, каждый из которых способен влиять на скорость той или иной биохимической реакции.

Молекулы одних ферментов состоят только из белков, другие включают белок и небелковое соединение, или кофермент. В качестве коферментов выступают различные вещества, как правило, витамины и неорганические – ионы различных металлов.

Как правило, ферменты строго специфичны, т. е. ускоряют только определённые реакции, хотя встречаются ферменты, которые катализируют несколько реакций. Такая избирательность действия ферментов связана с их строением. Активность фермента определяется не всей его молекулой, а определённым участком, который называют активным центром фермента. Форма и химическое строение активного центра таковы, что с ним могут связываться только определённые молекулы, которые подходят ферменту, как ключ замку. Вещество, с которым связывается фермент, называют субстратом. Иногда одна молекула фермента имеет несколько активных центров, что, естественно, ещё более ускоряет скорость катализируемого биохимического процесса.

На заключительном этапе химической реакции комплекс «фермент – субстрат» распадается на конечные продукты и свободный фермент. Освободившийся при этом активный центр фермента может снова принимать новые молекулы вещества-субстрата (рис. 24).

Рис. 24. Схема образования комплекса «фермент – субстрат»

Повторите и вспомните!

Человек

Обмен углеводов. В организм углеводы попадают в виде различных соединений: крахмал, гликоген, сахароза, фруктоза, глюкоза. Сложные углеводы начинают перевариваться уже в ротовой полости. В двенадцатиперстной кишке они расщепляются окончательно – до глюкозы и других простых углеводов. В тонком кишечнике простые углеводы всасываются в кровь и направляются в печень. Здесь избыток углеводов задерживается и превращается в гликоген, а оставшаяся часть глюкозы распределяется между всеми клетками тела. В организме глюкоза, прежде всего, является источником энергии. Расщепление 1 г глюкозы сопровождается выделением 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии. Продукты распада углеводов (углекислый газ и вода) выводятся через лёгкие или с мочой. Главная роль в регуляции концентрации глюкозы в крови принадлежит гормонам поджелудочной железы и надпочечников.

Больше всего углеводов содержится в продуктах растительного происхождения. Обычно в пище человека встречаются такие углеводы, как крахмал, свекловичный сахар (сахароза) и фруктовый сахар. Особенно богаты крахмалом различные крупы, хлеб, картофель. Очень полезен фруктовый сахар, он легко усваивается организмом. Этого сахара много в мёде, фруктах и ягодах. Взрослому человеку необходимо получать с пищей не менее 150 г углеводов в сутки. При выполнении физически тяжёлых работ это количество необходимо увеличить в 1,5–2 раза. С точки зрения процессов обмена веществ введение в организм полисахаридов более рационально, чем моно– и дисахаридов. Действительно, относительно медленный распад крахмала в пищеварительной системе приводит к постепенному поступлению глюкозы в кровь. В случае же переедания сладкого концентрация глюкозы в крови растёт резко, скачкообразно, что негативно влияет на работу многих органов (в том числе поджелудочной железы).

Обмен белков. Попадая в организм, пищевые белки под действием ферментов расщепляются в желудочно-кишечном тракте до отдельных аминокислот и в таком виде всасываются в кровь. Главная функция этих аминокислот – пластическая, т. е. из них строятся все белки нашего организма. Реже белки используются как источники энергии: при распаде 1 г выделяется 17,6 кДж (4,2 ккал). Аминокислоты, входящие в состав белков нашего организма, подразделяют на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в нашем организме из других аминокислот, поступающих с пищей. К ним относятся глицин, серин и другие. Однако многие необходимые нам аминокислоты не синтезируются в нашем организме и поэтому должны постоянно поступать в организм в составе белков пищи. Такие аминокислоты называют незаменимыми . Среди них, например, валин, метионин, лейцин, лизин и некоторые другие. В случае дефицита незаменимых аминокислот возникает состояние «белкового голодания», приводящее к замедлению роста организма, ухудшению процессов самовозобновления клеток и тканей. Пищевые белки, содержащие все необходимые человеку аминокислоты, называют полноценными . К ним относят животные и некоторые растительные белки (бобовых растений). Пищевые белки, в составе которых отсутствуют какие-либо незаменимые аминокислоты, называют неполноценными (например, белки кукурузы, ячменя, пшеницы).

Большинство продуктов питания содержит белок. Богаты белком мясо, рыба, сыр, творог, яйца, горох, орехи. Особенно важны животные белки молодому растущему организму. Недостаток полноценных белков в пище приводит к замедлению роста. В сутки человеку необходимо съедать с пищей 100–120 г белка.

Распадаясь, аминокислоты образуют воду, углекислый газ и ядовитый аммиак, который в печени превращается в мочевину. Конечные продукты обмена белков выводятся из организма с мочой, по?том и в составе выдыхаемого воздуха.

Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь автора Дарвин Чарльз

О природе родства, связывающего органические существа. Так как модифицированные потомки доминирующих видов, принадлежащих к обширным родам, склонны унаследовать преимущества, делавшие группы, к которым они принадлежат, обширными и их прародителей доминирующими, то тем

Из книги Заводи кого угодно, только НЕ КРОКОДИЛА! автора Орсаг Михай

Ну а белки? В шестидесятых годах я неоднократно пытался завести в доме и белок, но каждая такая попытка кончалась самым печальным образом. Через некоторое время белки слабели, задние конечности у них отнимались и несчастные животные в судорогах погибали. Поначалу я

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

Из книги Диагностика и коррекция отклоняющегося поведения у собак автора Никольская Анастасия Всеволодовна

3.1. Органические поражения ЦНС В рамках онтогенетического подхода к причинам возникновения поведенческих расстройств следует отметить, что органические поражения ЦНС могут быть вызваны неправильно протекавшей беременностью, сложными родами, осложненным послеродовым

Из книги Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы автора Глазко Валерий Иванович

ГМ растения с заданным химическим составом и структурой молекул (аминокислоты, белки, углеводы) Основной закон рационального питания диктует необходимость соответствия уровней поступления и расхода энергии. Уменьшение энерготрат современного человека ведет к

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Что такое углеводы, зачем они нужны организму и в каких продуктах содержатся? Углеводы (сахара) – обширная группа природных соединений, химическая структура которых часто отвечает общей формуле Cm(h3O)n (то есть углерод плюс вода, отсюда название). Углеводы являются

Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр Александрович

2. Белки хроматина Мы уже знаем, что хроматин состоит из ДНК и гистонов в равном весовом количестве и негистоновых белков (НГБ), которых в неактивных районах хромосомы всего 0,2 веса ДНК, а в активных — более чем 1,2 (в среднем НГБ мепьше, чем ДНК). Мы знаем также, что гистоны

Из книги Биология.

Общая биология. 10 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович

7. Органические вещества. Общая характеристика. Липиды Вспомните!В чём особенность строения атома углерода?Какую связь называют ковалентной?Какие вещества называют органическими?Какие продукты питания содержат большое количество жира?Общая характеристика

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

9. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты Вспомните!Почему нуклеиновые кислоты относят к гетерополимерам?Что является мономером нуклеиновых кислот?Какие функции нуклеиновых кислот вам известны?Какие свойства живого определяются непосредственно строением и

Из книги Биологическая химия автора Лелевич Владимир Валерьянович

2.1. Органические соединения в составе живых организмов Органические соединения характерны только для живых организмов. Можно сказать, что жизнь на Земле построена на основе углерода, который обладает рядом уникальных свойств. Основное значение для выполнения роли

Из книги автора

Углеводы Углеводы – это наиболее распространенная в природе группа органических веществ. Основная их функция – энергетическая. Все углеводы содержат гидроксильные группы (-ОН) вместе с альдегидной или кетогруппой. Выделяют три группы углеводов (табл. 2.1).Наибольшее

Из книги автора

Белки Белки имеют первостепенное значение в жизни организмов. Огромное разнообразие живых существ в значительной степени определяется различиями в составе имеющихся в их организме белков. Например, в организме человека их известно более 5 млн.Белки – это полимеры,

Из книги автора

Белки Пищевая ценность белка обеспечивается наличием незаменимых аминокислот, углеводородные скелеты которых не могут синтезироваться в организме человека, и они соответственно должны поступать с пищей. Они также являются основными источниками азота. Суточная

Из книги автора

Углеводы Основными углеводами пищи являются моносахариды, олигосахариды и полисахариды, которые должны поступать в количестве 400–500 г в сутки. Углеводы пищи являются основным энергетическим материалом клетки, обеспечивают 60–70% суточного энергопотребления. Для обмена

Из книги автора

Глава 16. Углеводы тканей и пищи – обмен и функции Углеводы входят в состав живых организмов и вместе с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами определяют специфичность их строения и функционирования. Углеводы участвуют во многих метаболических процессах, но прежде

Ответьте на следующие вопросы: Какие органеллы клетки выполняют пищеварительную функцию у простейших? Какое простейшее имеет клеточный «рот»? Какие

органоиды движения характерны для саркодовых? Назовите приспособление, при помощи которого одноклеточные животные переносят неблагоприятные условия. Из тел каких простейших образовались отложения известняков на морском дне?

. Химические элементы, входящие в состав углеродов 21. Количество молекул в моносахаридах 22. Количество мономеров в полисахаридах 23. Глюкозу, фруктозу,

галактозу, рибозу и дезоксирибозу относят к типу веществ 24. Мономер полисахаридах 25. Крахмал, хитин, целлюлоза, гликоген относится к группе веществ 26. Запасной углерод у растений 27. Запасной углерод у животных 28. Структурный углерод у растений 29. Структурный углерод у животных 30. Из глицерина и жирных кислот состоят молекулы 31. Самое энергоемкое органическое питательное вещество 32. Количество энергии, выделяемое при распаде белков 33. Количество энергии, выделяемое при распаде жиров 34. Количество энергии, выделяемое при распаде углеродов 35. Вместо одной из жирных кислот фосфорная кислота участвует в формирование молекулы 36. Фосфолипиды входят в состав 37. Мономером белков являются 38. Количество видов аминокислот в составе белков существует 39. Белки – катализаторы 40. Разнообразие молекул белков 41. Кроме ферментативной, одна из важнейших функций белков 42. Этих органических веществ в клетке больше всего 43. По типу веществ ферменты являются 44. Мономер нуклеиновых кислот 45. Нуклеотиды ДНК могут отличаться друг от друга только 46. Общее вещество Нуклеотиды ДНК и РНК 47. Углевод в Нуклеотидах ДНК 48. Углевод в Нуклеотидах РНК 49. Только для ДНК характерно азотистое основание 50. Только для РНК характерно азотистое основание 51. Двуцепочная Нуклеиновая кислота 52. Одноцепочная Нуклеиновая кислота 53. Типы химической связи между нуклеотидами в одной цепи ДНК 54. Типы химической связи между цепями ДНК 55. Двойная водородная связь в ДНК возникает между 56. Аденину комплемементарен 57. Гуанину комплемементарен 58. Хромосомы состоят из 59. Всего видов РНК существует 60. РНК в клетке находиться 61. Роль молекулы АТФ 62. Азотистое основание в молекуле АТФ 63. Тип углевода АТФ

Молекулярный уровень» 9 класс

1.Как называется органическое вещество,в молекулах которого содержатся атомы С,О,Н,выполняющее энегретическую и строительную функцию?
А-нуклеиновая кислота В-белок
Б-углевод Г-АТФ
2.Какие углеводы относятся к полимерам?
А-моносахариды Б-дисахариды В-полисахариды
3.К группе моносахаридов относят:
А-глюкозу Б-сахарозу В-целлюлозу
4. Какие из углеводов нерастворимы в воде?
А-глюкоза,фруктоза Б-крахмал В-рибоза,дезоксирибоза
5.Молекулы жиров образуются:
А-из глицерина,высших карбоновых кислот В-из глюкозы
Б-из аминокислот,воды Г-из этилового спирта,высших карбоновых кислот
6.Жиры выполняют в клетке функцию:
А-транспортную В-энергетическую
Б-каталитическую Г-информационную
7.К каким соединениям по отношению к воде относятся липиды?
А-гидрофильным Б-гидрофобным
8.Какое значение имеют жиры у животных?
А-структура мембран В-теплорегуляция
Б-источник энергии Г-источник воды Д-все перечисленное
9.Мономерами белков являются:
А-нуклеотиды Б-аминокислоты В-глюкоза Г-жиры
10. Важнейшее органическое вещество,входящее в состав клеток всех царств живой природы,обладающее первичной линейной конфигурацией,относится:
А-к полисахаридам В-к липидам
Б-к АТФ Г-к полипептидам
2. Напишите функции белков,приведите примеры.
3. Задача: По цепочки ДНК ААТГЦГАТГЦТТАГТТТАГГ, необходимо достроить комплементарную цепочку,и определить длину ДНК

Вариант 1

1. Дайте определение терминама) гидрофильные веществаб) полимер в) редупликация
2. Какие из перечисленных веществ являются гетерополимерами:а) инсулин б) крахмал в) РНК
3. Уберите лишнее из списка:C, Zn, O, N, H. Объясните свой выбор.
4. Установите соответствие между веществами и их функциямиВещества: Функции:а) белки 1. двигательнаяб) углеводы 2. запас пит. веществ 3. транспортная 4. регуляторная
5. Дана одна цепочка ДНК ААЦ- ГЦТ- ТАГ- ТГГ. Постройте комплементарную вторую цепочку.6. Выберите правильный ответ:1) Мономером белков являетсяа) нуклеотид б) аминокислотав) глюкоза г) глицерин2) Мономером крахмала являетсяа) нуклеотид б) аминокислотав) глюкоза г) глицерин3) Белки, регулирующие скорость и направление химических реакций в клетке а) гормоны б) ферменты в) витамины г) протеины

Вспомните!

Какие вещества называют биологическими полимерами?

Каково значение углеводов в природе?

Назовите известные вам белки. Какие функции они выполняют?

Углеводы (сахара). Это обширная группа природных органических соединений. В животных клетках углеводы составляют не более 5 % сухой массы, а в некоторых растительных (например, клубни картофеля) их содержание достигает 90 % сухого остатка. Углеводы подразделяют на три основных класса: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот (рис. 11). Глюкоза присутствует в клетках всех организмов и является одним из основных источников энергии для животных. Широко распространена в природе фруктоза – фруктовый сахар, который значительно слаще других Сахаров. Этот моносахарид придает сладкий вкус плодам растений и меду.

Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называют дисахаридом. Самый распространенный в природе дисахарид – сахароза, или тростниковый сахар, – состоит из глюкозы и фруктозы (рис. 12). Ее получают из сахарного тростника или сахарной свеклы. Именно она и есть тот самый «сахар», который мы покупаем в магазине.

Рис. 11. Структурные формулы моносахаридов

Рис. 12. Структурная формула сахарозы (дисахарида)

Рис. 13. Строение полисахаридов

Сложные углеводы – полисахариды, состоящие из простых Сахаров, выполняют в организме несколько важных функций (рис. 13). Крахмал для растений и гликоген для животных и грибов являются резервом питательных веществ и энергии.

Крахмал запасается в растительных клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Больше всего его откладывается в клубнях картофеля и в семенах бобовых и злаков. Гликоген у позвоночных содержится главным образом в клетках печени и мышцах. Крахмал, гликоген и целлюлоза построены из молекул глюкозы.

Целлюлоза и хитин выполняют в живых организмах структурную и защитную функции. Целлюлоза, или клетчатка, образует стенки растительных клеток. По общей массе она занимает первое место на Земле среди всех органических соединений. По своему строению очень близок к целлюлозе хитин, который составляет основу наружного скелета членистоногих и входит в состав клеточной стенки грибов.

Белки (полипептиды). Одними из наиболее важных органических соединений в живой природе являются белки. В каждой живой клетке присутствует одновременно более тысячи видов белковых молекул. И у каждого белка своя особая, только ему свойственная функция. О первостепенной роли этих сложных веществ догадывались еще в начале XX в., именно поэтому им дали название протеины (от греч. protos – первый). В различных клетках на долю белков приходится от 50 до 80 % сухой массы.

Рис. 14. Общая структурная формула аминокислот, входящих в состав белков

Строение белков. Длинные белковые цепи построены всего из 20 различных типов аминокислот, имеющих общий план строения, но отличающихся друг от друга по строению радикала (R) (рис. 14). Соединяясь, молекулы аминокислот образуют так называемые пептидные связи (рис. 15).

Две полипептидные цепи, из которых состоит гормон поджелудочной железы – инсулин, содержат 21 и 30 аминокислотных остатков. Это одни из самых коротких «слов» в белковом «языке». Миоглобин – белок, связывающий кислород в мышечной ткани, состоит из 153 аминокислот. Белок коллаген, составляющий основу коллагеновых волокон соединительной ткани и обеспечивающий ее прочность, состоит из трех полипептидных цепей, каждая из которых содержит около 1000 аминокислотных остатков.

Последовательное расположение аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями, является первичной структурой белка и представляет собой линейную молекулу (рис. 16). Закручиваясь в виде спирали, белковая нить приобретает более высокий уровень организации – вторичную структуру. И наконец, спираль полипептида сворачивается, образуя клубок (глобулу) или фибриллу. Именно такая третичная структура белка и является его биологически активной формой, обладающей индивидуальной специфичностью. Однако для ряда белков третичная структура не является окончательной.

Рис. 15. Образование пептидной связи между двумя аминокислотами

Рис. 16. Строение белковой молекулы: А – первичная; Б – вторичная; В – третичная; Г – четвертичная структуры

Может существовать четвертичная структура – объединение нескольких белковых глобул или фибрилл в единый рабочий комплекс. Так, например, сложная молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидов, и только в таком виде она может выполнять свою функцию.

Функции белков. Огромное разнообразие белковых молекул подразумевает столь же широкое разнообразие их функций (рис. 17, 18). Около 10 тыс. белков-ферментов служат катализаторами химических реакций. Они обеспечивают слаженную работу биохимического ансамбля клеток живых организмов, ускоряя во много раз скорость химических реакций.

Рис. 17. Основные группы белков

Вторая по величине группа белков выполняет структурную и двигательную функции. Белки участвуют в образовании всех мембран и органоидов клетки. Коллаген входит в состав межклеточного вещества соединительной и костной ткани, а основным компонентом волос, рогов и перьев, ногтей и копыт является белок кератин. Сократительную функцию мышц обеспечивают актин и миозин.

Транспортные белки связывают и переносят различные вещества и внутри клетки, и по всему организму.

Рис. 18. Синтезированные белки или остаются в клетке для внутриклеточного применения, или выводятся наружу для использования на уровне организма

Белки-гормоны обеспечивают регуляторную функцию.

Например, соматотропный гормон, вырабатываемый гипофизом, регулирует общий обмен веществ и влияет на рост. Недостаток или избыток этого гормона в детском возрасте приводит, соответственно, к развитию карликовости или гигантизма.

Чрезвычайно важна защитная функция белков. При попадании в организм человека чужеродных белков, вирусов или бактерий на защиту встают иммуноглобулины – защитные белки. Фибриноген и протромбин обеспечивают свертываемость крови, предохраняя организм от кровопотери. Есть у белков и защитная функция несколько иного рода. Многие членистоногие, рыбы, змеи и другие животные выделяют токсины – сильные яды белковой природы. Белками являются и самые сильные микробные токсины, например ботулиновый, дифтерийный, холерный.

При нехватке пищи в организме животных начинается активный распад белков до конечных продуктов, и тем самым реализуется энергетическая функция этих полимеров. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

Денатурация и ренатурация белков. Денатурация – это утрата белковой молекулой своей структурной организации: четвертичной, третичной, вторичной, а при более жестких условиях – и первичной структуры (рис. 19). В результате денатурации белок теряет способность выполнять свою функцию. Причинами денатурации могут быть высокая температура, ультрафиолетовое излучение, действие сильных кислот и щелочей, тяжелых металлов и органических растворителей.

Рис. 19. Денатурация белка

Дезинфицирующее свойство этилового спирта основано на его способности вызывать денатурацию бактериальных белков, что приводит к гибели микроорганизмов.

Денатурация может быть обратимой и необратимой, частичной и полной. Иногда, если воздействие денатурирующих факторов оказалось не слишком сильным и разрушение первичной структуры молекулы не произошло, при наступлении благоприятных условий денатурированный белок может вновь восстановить свою трехмерную форму. Этот процесс называется ренатурацией, и он убедительно доказывает зависимость третичной структуры белка от последовательности аминокислотных остатков, т. е. от его первичной структуры.

Вопросы для повторения и задания

1. Какие химические соединения называют углеводами?

2. Что такое моно– и дисахариды? Приведите примеры.

3. Какой простой углевод служит мономером крахмала, гликогена, целлюлозы?

4. Из каких органических соединений состоят белки?

5. Как образуются вторичная и третичная структуры белка?

6. Назовите известные вам функции белков.

7. Что такое денатурация белка? Что может явиться причиной денатурации?

Урок 10. углеводы. глюкоза. олигоса- хариды. сахароза — Химия — 10 класс

Химия, 10 класс

Урок № 10. Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению углеводов, особенностям их строения. Рассмотрено влияние функциональных групп на свойства углеводов. Даётся характеристика химических свойств глюкозы и сахарозы. Объяснена биологическая роль углеводов и области их применения.

Глоссарий

Алкилирование – реакция образования простых эфиров в результате замещения атома водорода углеводородным радикалом в гидроксогруппе.

Ацилирование – реакция образования сложных эфиров в результате взаимодействия спиртов, в том числе многоатомных, с кислотами или кислотными ангидридами.

Брожение маслянокислое – превращение глюкозы под действием маслянокислых бактерий в масляную кислоту. Сопровождается выделением углекислого газа и водорода.

Брожение молочнокислое – превращение глюкозы под действием молочнокислых бактерий в молочную кислоту.

Брожение спиртовое – разложение глюкозы под действием дрожжей с образованием этилового спирта и углекислого газа.

Глюкоза – моносахарид состава С₆Н₁₂О₆, состоящий из 6 атомов углерода, 5 гидроксильных групп и альдегидной группы. Может существовать как в виде линейной, так и циклической молекул. Вступает в реакции окисления, восстановления, ацилирования, алкилирования, подвергается молочнокислому, спиртовому, маслянокислому брожению.

Крахмал – полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы.

Лактоза, или молочный сахар – дисахарид С₁₂Н₂₂О₁₁, состоящий из остатков глюкозы и галактозы, подвергается гидролизу, может окисляться до сахариновых кислот.

Моносахариды – углеводы, не подвергающиеся гидролизу, состоят из 3–10 атомов углерода, могут образовывать циклические молекулы с одним циклом (глюкоза, фруктоза, рибоза).

Невосстанавливающие углеводы – углеводы, не содержащие альдегидной группы и не способные к реакциям восстановления (фруктоза, сахароза, крахмал).

Олигосахариды – углеводы, образующие при гидролизе от 2 до 10 молекул моносахаридов (сахароза, лактоза).

Полисахариды – углеводы, образующие при гидролизе от нескольких десятков до сотен тысяч молекул моносахаридов (целлюлоза, крахмал).

Рибоза— моносахарид, относится к пентозам. Линейная молекула содержит альдегидную группу. Образует пятичленный цикл. Входит в состав РНК.

Сахароза – дисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы и β-фруктозы. Относится к невосстанавливающим углеводам, так как не содержит альдегидную группу и не может восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида меди и серебро из аммиачного раствора гидроксида серебра. Является многоатомным спиртом. Подвергается гидролизу.

Углеводы – кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп.

Фруктоза – моносахарид состава С₆Н₁₂О₆, относится к кетозам. Может существовать как в виде линейной молекулы, так и образовывать пятичленный цикл.

Целлюлоза – полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

• Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Понятие об углеводах, их классификация

Углеводами называются кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп и обычно отвечающие общей формуле С_п(Н₂О)_т. К углеводам относятся глюкоза, фруктоза, рибоза, сахароза, лактоза, крахмал, целлюлоза и другие. Углеводы могут существовать как в виде линейных, так и циклических молекул. Углеводы, молекулы которых могут образовывать только один цикл, называют моносахаридами (глюкоза, фруктоза, рибоза). Если молекула углевода при гидролизе распадается на несколько (от двух до десяти моносахаридов), они называются олигосахаридами (сахароза, лактоза). Углеводы, образующие при гидролизе десятки, сотни и более моносахаридов, называются полисахаридами (крахмал, целлюлоза).

Моносахариды

В молекуле моносахарида может быть от двух до десяти атомов углерода. Все моносахариды имеют окончание -оза. В названии сначала указывается количество атомов углерода, а затем прибавляется окончание: триоза, тетроза, пентоза, гексоза.

Для живых организмов наиболее важны пентоза и гексоза. Моносахариды с альдегидной группой называют альдозами (например, глюкоза), а содержащие кетогруппу – кетозами (например, фруктоза). Нумерация атомов углерода в альдозах начинается с атома альдегидной группы, а в кетозах – с крайнего атома, наиболее близкого к карбонильной группе.

Глюкоза

Самым распространённым моносахаридом в природе является глюкоза. Она содержится в сладких ягодах и фруктах. Мёд также содержит много глюкозы.

Глюкоза относится к группе гексоз, так как содержит шесть атомов углерода. Молекулы глюкозы могут быть как линейными (D-глюкоза, альдоза), так и циклическими (α и β-глюкоза). Линейная молекула глюкозы содержит на конце альдегидную группу. Общей формулой С₆Н₁₂О₆ можно обозначить как глюкозу, так и фруктозу.

Фруктоза относится к кетозам и образуется пятичленный цикл. Она является изомером глюкозы. Фруктоза, также, как и глюкоза, может существовать в виде линейных и циклических молекул, в зависимости от положения заместителей у второго атома углерода различают α- и β-фруктозу.

Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество. Она хорошо растворяется в воде, имеет сладкий вкус. Факт наличия в молекуле глюкозы альдегидной группы доказывает реакция «серебряного зеркала». С фруктозой эта реакция не идёт. Один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира, что доказывает наличие в молекуле глюкозы пяти гидроксильных групп. Такая реакция называется ацилированием. Если к раствору глюкозы на холоде добавить растворы сульфата меди и щелочи, то вместо осадка образуется ярко-синее окрашивание. Эта реакция доказывает, что глюкоза – многоатомный спирт. Благодаря наличию в молекуле глюкозы альдегидной группы, она может не только вступать в реакцию «серебряного зеркала», но и восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида. Водород в присутствии никелевого катализатора восстанавливает глюкозу до сорбита – шестиатомного спирта. В реакциях с низшими спиртами в кислой среде или с йодистым метилом в щелочной среде гидроксильные группы участвуют в образовании простых эфиров – происходит реакция алкилирования.

Глюкоза, в зависимости от условий, вступает в реакции брожения с образованием различных продуктов. Под действием молочнокислых бактерий глюкоза превращается в молочную кислоту – этот процесс получил название «молочнокислое брожение». Он используется при изготовлении кисломолочных продуктов. В присутствии дрожжей глюкоза подвергается спиртовому брожению. Этот вид брожения используется при изготовлении алкогольных напитков, а также дрожжевого теста. В этом процессе, кроме спирта, образуется углекислый газ, который делает тесто пышным. Брожение глюкозы, в результате которого образуется масляная кислота, происходит под действием особых маслянокислых бактерий. Этот вид брожения применяют в производстве масляной кислоты, эфиры которой широко используют в парфюмерии. Но если маслянокислые бактерии попадут в пищевые продукты, они могут вызвать их гниение.

Одним из продуктов фотосинтеза, который идет с участием зеленых растений, является глюкоза. Для человека и животных глюкоза является основным источником энергии для осуществления обменных процессов. В организмах животных глюкоза накапливается в виде гликогена (полисахарида, образованного остатками глюкозы). В растениях глюкоза превращается в крахмал (полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы). Клеточные оболочки высших растений построены из целлюлозы (полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы).

В крови человека находится около 0,1% глюкозы. Этой концентрации достаточно для снабжения организма энергией. Но при заболевании, называемом «сахарный диабет», глюкоза не расщепляется, её концентрация в крови может достигать 12%, что приводит к серьёзным нарушениям в работе всего организма.

В лабораторных условиях глюкозу можно получить из формальдегида в присутствии гидроксида кальция. Впервые этот синтез осуществил Александр Михайлович Бутлеров в 1861 году. В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала под действием серной кислоты.

Сахароза

Самым распространенным дисахаридом является сахароза. В природе она в большом количестве находится в свёкле и в сахарном тростнике. Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы.

Сахароза – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, в два раза слаще глюкозы. Температура плавления равна 160 ^оС. В результате реакции сахарозы с гидроксидом меди появляется ярко-синее окрашивание, что характерно для многоатомных спиртов, но при нагревании раствора красный осадок не образуется, что указывает на отсутствие альдегидной группы. В присутствии минеральных кислот при нагревании сахароза подвергается гидролизу, распадаясь на α-глюкозу и β-фруктозу. Если к суспензии известкового молока прилить раствор сахарозы, то осадок растворяется. Образуется растворимый в воде сахарат кальция. Эта реакция лежит в основе получения сахарозы из сахарной свеклы и сахарного тростника. Если через раствор сахарата кальция пропустить углекислый газ, то образуется осадок карбоната кальция и раствор сахарозы.

Сахарозу применяют в пищевой промышленности для изготовления кондитерских изделий, консервирования (джемы, варенья, компоты).

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет количества реагента, необходимого для реакции с глюкозой

Условие задачи: Для получения ацетоуксусного эфира глюкозы на 1 моль глюкозы необходимо 5 моль уксусной кислоты. Сколько граммов 35%-ного раствора уксусной кислоты требуется, чтобы полностью прореагировать с 10 г глюкозы, если выход продукта реакции равен 75%?

Ответ запишите в виде целого числа.

Шаг первый: найдём молярные массы глюкозы и уксусной кислоты.

М(С₆Н₁₂О₆) = 6·12 + 12·1 + 6·16 = 180 (г/моль).

М(СН₃СООН) = 2·12 + 1·16 + 4·1 = 60 (г/моль).

Шаг второй: Найдём массу уксусной кислоты, которая вступает в реакцию с 10 г глюкозы. Для этого составим пропорцию:

180 г глюкозы реагирует с 5·60 г уксусной кислоты;

10 г глюкозы реагирует с х₁ г уксусной кислоты.

(г).

Шаг третий: Найдём массу уксусной кислоты с учетом выхода продукта реакции. Для этого составим пропорцию:

16,7 г уксусной кислоты прореагирует с 75% глюкозы;

х₂ г уксусной кислоты прореагирует со 100% глюкозы.

(г).

Шаг четвёртый: Найдём массу 35%-ного раствора уксусной кислоты, в котором содержится 22,2 г кислоты. Для этого составим пропорцию:

В 100 г раствора содержится 35 г кислоты;

в х₃ г раствора содержится 22,2 г кислоты.

(г)

Ответ: 63

2. Расчёт количества энергии, полученной организмом при расщеплении глюкозы.

Условие задачи: В процессе расщепления 1 моль глюкозы в организме человека выделяется 200 кДж энергии. В сутки старшекласснику необходимо 12500 кДж энергии. Какой процент от суточной потребности в энергии восполнит ученик, съевший 200 г винограда, если содержание глюкозы в винограде составляет 30%? Ответ запишите с точностью до десятых долей.

Шаг первый: Найдём молярную массу глюкозы:

М(С₆Н₁₂О₆) = 6·12 + 12·1 + 6·16 = 180 (г/моль).

Шаг второй: Найдём массу глюкозы, которая содержится в 200 г винограда.

Для этого массу винограда умножим на 30% и разделим на 100%:

г.

Шаг третий: Найдём количество моль глюкозы, которое содержится в 60 г этого углевода.

Для этого массу глюкозы разделим на её молярную массу:

(моль).

Шаг четвёртый: Найдём количество энергии, которая выделится при расщеплении 0,33 моль глюкозы.

Для этого составим пропорцию:

При расщеплении 1 моль глюкозы выделяется 200 кДж энергии;

при расщеплении 0,33 моль глюкозы выделяется х₁ кДж энергии.

(кДж).

Шаг пятый: Найдём, какой процент от суточной потребности составляет это количество энергии.

Для этого составим пропорцию:

12500 кДж составляет 100% суточной потребности;

66 кДж составляет х₂% суточной потребности.

(%).

Ответ: 0,5.

Полезный список углеводов, которые помогают худеть, а не набирать лишние килограммы

Безуглеводные диеты могут принести быстрый результат, но правильное похудение без углеводов невозможно. Дефицит калорий — главное в потере веса, а грамотный баланс белков, жиров и углеводов делает процесс похудения здоровым и качественным. Существуют продукты, в которых сочетание сложных углеводов, нужной клетчатки, витаминов и вкуса оказывается идеальным. Они надолго оставляют ощущение сытости и помогают не переедать. Запишем в рацион?

Мы в AdMe.ru собрали самую важную информацию об углеводах, которую всегда подчеркивают диетологи, и составили список самых вкусных и ярких помощников в деле избавления от лишних килограммов.

Углеводы в деле похудения

Самое главное в углеводах — энергия для организма. Да и хороший обмен жиров и белков без них невозможен. Однако углеводы часто обвиняют в наборе лишнего веса. Так ли это?

По строению углеводы делятся на следующие:

Сложные — содержат крахмал, клетчатку, пектин, гликоген (хлеб, бобовые, крупы, макароны, картофель, овощи, злаки, орехи, зелень).

• Медленно усваиваются, дают ощущение сытости (крахмалы + клетчатка).
• Регулируют работу кишечника и подерживают микрофлору (клетчатка).
• Способствуют выведению жидкости из организма (клетчатка).
• Поддерживают в норме слизистую желудка и улучшают переваривание пищи (пектин).
• Поддерживают необходимую мышечную массу (гликоген).

Простые — содержат глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу и мальтозу (фрукты, молоко, все виды сладостей и выпечки, пиво, фастфуд).

• Вызывают быстрый подъем уровня глюкозы в крови.
• Дают прилив энергии.

Когда повышается уровень глюкозы, поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин, и его количество в крови тем больше, чем больше мы едим углеводов. Если сложные углеводы поднимают и опускают уровнь инсулина постепенно, то простые провоцируют скачки и потребность еще что-нибудь съесть.

Если мы постоянно утоляем голод простыми углеводами, то получаем постоянный выброс инсулина в кровь и его высокую концентрацию. Высокий уровнь инсулина тормозит усвоение жиров, что способствует избыточному весу.

Это не значит, что нужно совсем отказаться от простых углеводов, но ваш рацион должен быть сбалансированным. Отдаем предпочтение сложным углеводам — и стройнеем с удовольствием.

7 сытных помощников

1. Нут

Нут очень полезен прежде всего содержанием незаменимых аминокислот, которые отвечают за полноценный обмен веществ, а также высоким содержанием белка. Растительная клетчатка помогает контролировать объем пищи — этим продуктом можно насытиться быстро и надолго.

Хорошо сочетается нут с овощными бульонами, специями, оливковым маслом. На его основе делается знаменитое блюдо арабской кухни, которое популярно и в наших широтах, — хумус.

Для быстрого сброса веса диетологи советуют заменить продукты с содержанием насыщенных жиров на нут.

2. Кукуруза

Белок и витамины, содержащиеся в кукурузе, помогают улучшить состояние кожи, волос и ногтей, способствуют сжиганию жиров, а клетчатка прекрасно стимулирует перистальтику кишечника.

Интересный нюанс: сочетая кукурузу с фасолью, можно усилить эффект похудения, поскольку в обоих этих продуктах есть резистентный крахмал — углевод, который улучшает пищеварение и ускоряет обмен веществ.

3. Паста

Макароны из твердых сортов пшеницы давно уже занесены в «диетический список». Это полноценные сложные углеводы, которые наполняют энергией надолго и способствуют выводу из организма токсинов.

Идеальное сочетание — с овощами и зеленью, а степень готовности — аль денте (такая паста нежная, но немного твердая «на зубок»).

4. Спаржевая фасоль и спаржа

Калий, который содержится в спаржевой фасоли, укрепляет мышечную ткань и нормализует состояние кишечника. Именно спаржевую фасоль рекомендуют тем, кто отказался от мяса из-за высокого содержания в нем растительного белка. Низкая калорийность, способность быстро утолить голод и долгое ощущение сытости сделали спаржевую фасоль такой популярной среди тех, кто стремится похудеть.

Спаржа обладает похожим эффектом: она содержит клетчатку, легко усваивается и представляет собой просто кладезь витаминов, помогающих нормализовать давление, вывести из организма вредные токсины и стимулировать работу сердечной мышцы.

5. Грибы

При всей своей питательности и сытности, грибы содержат очень мало калорий. Так, в шампиньонах всего 27 калорий в сыром виде и 50 — в жареном, вешенки немного калорийнее — 38 калорий в сыром и до 100 калорий в жареном виде.

Аминокислоты, фосфор, натрий, калий, витамины групп B, C и D делают грибы полезным блюдом, а содержание клетчатки и белка позволяет насытиться быстро. Есть даже специальные грибные диеты.

При этом чемпионами по быстрому насыщению являются вешенки.

6. Рисовая смесь

Дикий рис, который считается одним из самых полезных видов этого продукта, на самом деле не рис, а семена влаголюбивой травы Zizania aquatica, которая растет в Северной Америке. Дикий рис содержит мало калорий, много клетчатки и белка, а также аминокислоту триптофан, которая является природным успокоительным средством. Этот рис с нежным ореховым вкусом очень быстро насыщает организм.

Однако не рекомендуется употреблять его в чистом виде, ведь для непривычного организма такая пища довольно тяжела. Поэтому лучше добавлять дикий рис в рисовые смеси вроде такой: дикий, коричневый, белый рис.

7. Картофель

Один из самых спорных продуктов в вопросе похудения — картофель. Однако степень его вредности преувеличена. Не всем известно, что в картофеле содержание крахмала ниже, чем в макаронах или некоторых крупах.

Большое значение имеет и способ приготовления. Запеченная с овощами и оливковым маслом или вареная картошка не повредит фигуре, поскольку такой продукт сохраняет все полезные свойства. Откажитесь от сливочного масла и мяса в сочетании с картофелем, а также от жареного картофеля в пользу вышеназванных вариантов приготовления, и тогда продукт поможет бороться с лишними сантиметрами на талии, а не добавит их.

А какие блюда помогают вам худеть с удовольствием?

Выжить в сахарных джунглях: разбираемся в видах сахара

Плюсы и минусы любимых сладостей

Привычный нам кристаллический сахар, рафинад, в химии называется сахарозой и представляет из себя простой углевод. Углеводы — простые и сложные — входят в состав сложных молекул, участвуют в построении ДНК, РНК и АТФ, используются организмом как источник энергии — и для физической, и для умственной деятельности. Кроме того, сладкое поднимает нам настроение, способствует выработке гормонов и нейромедиаторов, отвечающих за удовольствие, улучшающих наше самоощущение и настроение, поэтому продукты, богатые сахаром, вызывают у нас большую любовь и кажутся нам вкуснее. Сахар — это ещё и натуральный консервант, который используют как в промышленном производстве, так и в быту: ведь именно сахар позволяет вам наслаждаться вкусом домашнего варенья всю зиму.

Но у сахарозы есть и обратная сторона. Являясь «причиной радости» и быстрым источником энергии, он вызывает привязанность: рука сама тянется к шоколаду в стрессовой ситуации, ведь наш организм знает, что это его взбодрит и придаст сил — физических и эмоциональных. Мы не только привязываемся к сладкому как к спасению, но и с легкостью его переедаем. Если мы очень расстроены или голодны, с большей вероятностью потянемся к тому, что обеспечит нас быстрым притоком энергии — к шоколаду и булочкам, а не к овощам. Избыток же сахара, который после поступления в организм не успел переработаться в энергию, например, в виду малоподвижного образа жизни, приведёт к отложению его в жир и, в итоге, к набору лишнего веса, что, в свою очередь, может повлечь многочисленные неинфекционные заболевания. Сахароза, по мнению специалистов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), также наносит доказанный вред зубам и является причиной кариеса. Потребление большого количество сахара влечет за собой и большую нагрузку на печень, которая бросает все силы на переработку поступающей с сахарозой фруктозы.

Это не значит, что от сахара нужно отказаться насовсем, но его количество стоит контролировать. ВОЗ рекомендует: сократите потребление добавленного сахара до 10% от общего суточного энергопотребления. Сокращение до 5% принесёт организму дополнительную пользу.

На сегодняшний день по всему миру остро строит вопрос избытка сахара в рационе. В России потребление сахара на душу населения в два раза превышает рекомендованную норму. Даже если вы не являетесь поклонником сладостей, вам стоит обратить внимание на то, что вы едите. Наличием сахарозы в пирожных и в шоколаде никого не удивить, но, оказывается, это далеко не единственные его источники — сахар можно обнаружить и в самых неожиданных продуктах, таких как соусы и хлеб. Примечательно, что сахар есть в молоке, фруктах, ягодах и злаках, но это другие сахара, отличающиеся от упомянутой сахарозы. И если потребление одних стоит свести к минимуму, то другие непременно присутствуют в любом сбалансированном питании.

Взгляд изнутри

Какие процессы запускает пирожное, попавшее в организм? Если упростить, то процесс усвоения сахарозы организмом можно его описать так:

• Сахароза, попадая в организм, «распадается» на глюкозу и фруктозу.
• Глюкоза тут же отправляется «в работу»: попадает в кровь через стенки кишечника. Частично она сразу же поступает в клетки, частично отправляется в печень, где запускается выработка гликогена — это вещество будет храниться организмом «на черный день».
• Попав в кровь, глюкоза провоцирует выработку инсулина — гормона поджелудочной железы, предназначенного для регуляции уровня сахара в крови. Он провоцирует клетки крови на поглощение глюкозы, а также запускает выработку гликогена. Иными словами, инсулин помогает организму переработать поступившую глюкозу.
• Фруктоза также участвует в образовании гликогена в печени. Но ее потребление организмом не контролирует инсулин — поэтому фруктоза усваивается быстрее глюкозы. Также увеличение количества фруктозы ускоряет в печени процессы, ведущие к синтезу жирных кислот.
• Избыток глюкозы и фруктозы, не переработанные организмом в энергию или в гликоген, откладываются в виде жира.

Виды сахара

Вы наверняка слышали про простые и сложные углеводы.

Медленные или сложные углеводы — это полисахариды. В быту они представлены, например, крахмалом. Их молекулы могут состоять из нескольких тысяч моносахаридов, поэтому усваиваются они не сразу, а постепенно.

Простые или быстрые, легкоусвояемые углеводы представлены:

• моносахаридами, состоящими из одной молекулы — это глюкоза, фруктоза, галактоза;
• дисахаридами, из двух молекул — это сахароза (обычный сахар), лактоза, мальтоза и другие;
• и олигосахаридами — это, например, рафиноза.

Все полисахариды и дисахариды, поступая в организм, расщепляются до моносахаридов, но с разной скоростью, что понятно из названия их группы. Это ведёт к тому, что после приёма пищи мы начинаем чувствовать голод через разное время. В случае с моносахаридами, поступившими в чистом виде, голод наступит раньше. Более того, потребляемые в большом объеме моносахариды попадают в толстый кишечник и оказывают пагубное влияние на его микрофлору.

Однако и простые сахара тоже могут отличаться между собой по усвояемости — одни перевариваются быстрее, а другие «укомплектованы» дополнительными элементами, например, клетчаткой, которая замедляет скорость усвоения и помогает «обезопасить» микрофлору кишечника. Таким образом дисахариды и моносахариды в зависимости от того, откуда они получены, по-разному усваиваются организмом и по-разному на него влияют.

Природные источники сахара

В самом простом молоке и в йогурте без добавок тоже есть сахар: примерно 5 г на 100 мл молока. Это природный молочный сахар, лактоза — дисахарид, который состоит из глюкозы и галактозы, и усваивается в организме благодаря ферменту лактаза. Но не спешите отказываться от всей молочной продукции с целью сокращения потребления сахара! Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) подтверждает: молочный сахар не принесёт вам вреда, если у нас нет лактазной недостаточности — непереносимости лактозы.

ВОЗ отмечает: потребление молочных продуктов наоборот необходимо для полноценной работы организма. А если по медицинским показаниям вы вынуждены отказаться от лактозы, то рады сообщить: молоко и другие продукты без молочного сахара тоже существуют. Например, лактоза в кисломолочных продуктах и сырах практически отсутствует: она распадается в процессе ферментации. Бывает и молоко без лактозы: Valio стала первой в мире компанией, запатентовавший инновационный метод производства безлактозного молока Valio Eila, вкус которого не отличается от натурального.

Фруктоза — еще один пример природного сахара. Она содержится в фруктах и в ягодах. Это моносахарид, который дарит организму мощный заряд энергии. Фруктоза — самый сладкий из всех сахаров. Когда вы получаете фруктозу с цельными ягодами и фруктами, она поступает с клетчаткой. Клетчатка замедляет процесс усвоения сладкого углевода, и фруктоза усваивается постепенно, а, значит, не представляет собой угрозы для организма. Именно поэтому ВОЗ сообщает: для здорового человека нет ограничений в потреблении цельных фруктов и ягод, так как научно доказанного вреда организму они не наносят. Стоит отметить, что соки и фреши, приготовленные из фруктов даже без добавления сахара, не настолько богаты клетчаткой, она «теряется» при перемалывании фруктов, а, значит, фруктоза из таких напитков усваивается легче и поэтому их потребление стоит ограничивать. Помните, что рекомендации по здоровому питанию включают обязательное употребление минимум 5-6 порций фруктов и овощей в день.

Пектин — полисахарид, относится к пищевым волокнам, которые не усваиваются пищеварительной системой человека, но перерабатываются микрофлорой кишечника. Пектин в обилии содержится во фруктах, овощах и в ягодах — это яблоки, вишня, слива, морковь, картофель, свёкла, цитрусовые и другие. Полученный из этих продуктов пектин способен снижать уровень холестерина крови, уменьшая тем самым риск развития атеросклероза, а также связывать и выводить из организма через кишечник токсичные элементы.

Крахмал — природный полисахарид, который подвержен гидролизу и усваивается в виде глюкозы. Это один из самых распространённых углеводов в рационе человека: его содержат рис, кукуруза, пшеница, картофель, чечевица, ячмень, бананы, каштаны, овёс, нут. Являясь сложным углеводом, крахмал долго усваивается, поэтому как сахар он не наносит большого вреда. Потребление этого углевода важно регулировать в отношении общего энергопотребления.

Мальтоза — или солодовый сахар, природный дисахарид, представляющий собой два остатка глюкозы. Она легко усваивается организмом. Её источник — проросшие зёрна, в обилии она образуется при брожении солода и содержится в продуктах, изготовленных из него: например, в квасе и в сбитне. Мальтоза имеет менее сладкий вкус, чем глюкоза, поэтому её некоторое время использовали в качестве заменителя сахарозы, например, в батончиках и в мюслях для завтраков. Но быстрая усвояемость сахара свидетельствует о том, что с его потреблением стоит быть осторожным.

Ещё один «сахарный» продукт природы — это мёд. В нём содержится до 20% воды и до 80% углеводов — глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы. Мёд в зависимости от сорта можем иметь разный витаминно-минеральный состав. Но так или иначе этот продукт очень быстро усваивается организмом и механизм его усвоения аналогичен механизму усвоения сахарозы, а, значит, его избыток ведёт к похожим последствиям — например, к отложению лишней невостребованной энергии в жир. Не спешите заменять обычный сахар медом в тех же количествах!

Обычный привычный нам сахарный песок — сахароза, которую производят в промышленных масштабах из сахарного тростника, сахарной свеклы, из некоторых других растений и плодов — например, из берёзы и клёна. Сахароза — дисахарид, распадающийся на глюкозу и фруктозу.

Существует представление о большей пользе тёмного сахара (например, тростникового, турбинадо, демерара и мусковадо), по сравнению с белым. Однако как тёмный, так и белый сахар практически одинаково усваиваются организмом. Более тёмный сахар получают из сахарного тростника путем сушки сока сахарного тростника или частичного удаления сахарного тростника. Тёмный цвет объясняется тем, что они не были очищены так же, как белый. С точки зрения вкуса, тёмные виды сахара являются более ароматными и более насыщенными по сравнению с обычным продуктом — это основной аргумент в пользу такого вида подсластителя.

Добавленный сахар и сахарозаменители

Ни для кого не секрет, что сахар добавляют с целью улучшения вкусовых качеств очень многих продуктов питания, что в итоге приводит к тому, что мы сами не замечаем, как потребление сахара у нас превышает рекомендованную норму ВОЗ в несколько раз.

Конечно, современная наука предлагает множество альтернатив сахару, в том числе, сахарозаменители и искусственные подсластители. Но, как и сахар, каждый сахарозаменитель следует рассматривать отдельно: как он усваивается организмом и какие процессы вызывает. Некоторые сахарозаменители имеют строгие противопоказания к потреблению. Специалисты ВОЗ также установили рамки в отношении интенсивных подсластителей, регламентировав безопасные суточные дозы, которые зависят от их природы. Досконально метаболизм многих подсластителей и вовсе не изучен. Специалисты ВОЗ отмечают: на текущий момент база исследований не позволяет сделать однозначных выводов относительно пользы и вреда искусственных подсластителей. Однако диетологи единогласны: следует избегать потребления подсластителей, проходящие период апробации и накопления доказательной базы по безопасности применения.

Чтобы помочь потребителям питаться правильнее, компания Valio запустила глобальную кампанию по сокращению содержания добавленного сахара в своей продукции. Таким образом концерн надеется не только помочь людям по всему миру контролировать количество потребляемого сахара, но и в целом обратить их внимание на проблему избытка этого углевода в рационе.

Основной задачей Valio стало сокращение содержания добавленного сахара в своей продукции без ущерба для вкуса. Это стало возможным благодаря учёным научного центра Valio R&D, разработавшим уникальную рецептуру новых йогуртов и других молочных продуктах — как без добавленного сахара (натуральные йогурты и творог), так и с меньшим количеством сахара (на 40% меньше сахара в густых йогуртах и на 30% меньше в питьевых — по сравнению с классическими аналогами).

Благодаря уникальной закваске и джемам, подобранным специально для новой линейки, вкус йогуртов Valio Clean Label с пониженным содержанием сахара остается столь же насыщенным и фруктовым, как у более «сахарных» аналогов.

Сократить потребление сахара проще, чем может показаться на первый взгляд. Вот несколько простых советов, которые вам помогут в этом вопросе:

Углеводы и гликемический индекс в рационе

Углеводы и гликемический индекс в рационе.

Сегодня очень уникальная тема прозвучит в нашей статье так, как очень часто мы избегаем приема углеводов, чтобы не набрать лишних килограммов. Давайте рассмотрим, что же такое углеводы как гликемический индекс.

Углеводы – это источник энергии. Они делятся на простые (быстрые) и сложные.

• Быстрые углеводы легко усваиваются в организме, повышают уровень сахара в крови, а это производит к набору вес и плохому процессу метаболизма.
• Сложные углеводы состоят из сахаридов. Эти углеводы считаются полезными, так как в желудке они свою энергию отдают постепенно, и поэтому мы можем долгое время чувствовать сытость.

Чего опасаться в простых углеводах?

При попадании в желудок, простые углеводы, с высоким гликемическим индексом (лактоза, фруктоза, глюкоза, сахароза), через пару минут трансформируют сахар в крови. Но как известно, высокий уровень сахара опасен, и организм его нейтрализует. Самый простой метод утилизировать излишек – это «отправить» в жировые запасы. При этом резкие изменения сахара производят к голоду и желанию к сладкому. И так, все происходит по кругу и человек начинает набирать вес, и при этом не может отказаться от сладостей.

Сложные углеводы.

Сложный углевод – это крахмал (главный углевод растение), гликоген (основный источник энергии), целлюлоза (пищевая клетчатка).

Крахмал, это соединение простые углеводы вместе. На их расщепление необходимо как время, так и энергия. Так, как структура пищевой клетчатки сложна и разнообразна, так что она переваривается в желудке частична. При этом клетчатка важна для организма она способствует пищеварению и снижает уровень сахара в крови.

Гликемический индекс.

Простой состав углевода, быстрее переваривается и попадает в кровь, повышая уровень сахара. Сложные растительные углеводы, усваиваются намного медленней. Можно сказать, то, что скорость усваивается углеводов привязывается к гликемическому индексу. Подметим, что чем ниже гликемический индекс, тем медленнее он усваивается. Так, как в том же случае углеводы с высокого гликемического индекса максимально быстро отдает свою энергию.

Углеводы, какие полнят, и углеводы полезные.

Полезные углеводы для здоровья являются сложные углеводы прочих растений и овощей, различные злаки и цельно зерновые крупы, содержащие пищевые волокна и имеющие средний гликемический индекс. Зерна, которые полностью очищенные, они являются нейтральными, но даже чрезмерное употребление способствуют набору веса. Быстрые углеводы в виде сахарозы и фруктозы должны максимально быть ограничены в здоровой диете.

Норма употребление углеводов.

Углеводы должны быть ключевой частью рациона – от 50 – 80%. Многие говорят, что нужно исключить углеводы из рациона. Но, это неправильно если понять теорию гликемического индекса, быстрые и сложные углеводы. Важно отметить, что вовремя активных тренировок, организм употребляет огромное количество углеводов.

Нужно ли уменьшать употребление углеводов при похудении?

Имеется много диет, что исключают углеводы, чтобы как можно быстрее сбросить вес. Эти диеты могут быть эффективны в краткосрочном периоде, но и то, что очень может навредить здоровью. Отказываться от продуктов, содержащие углеводы, это значит лишить организма практически всех витаминов и минералов. В дальнейшем это может привести к серьёзным хроническим заболеваниям, а также к развитию новых. Когда мы стремимся сбросить вес, на белковых диетах, это не проходит без последствий для организма.

Можем подвести итог статье. Суточной нормой человека в употребление калорий составляет 1800 – 2500 кКал, из них 240 – 250 г. углеводов. Так же не следует исключать углеводы из рациона, так как этим можем навредить своему организму. Сбалансируйте свой рацион питания, а углеводы употребляйте в первой половине дня. Так, как в этой половине мы более активны. Не забывайте, что углеводы — это наша энергия.

Выбирая на нашей странице спорт питание Киев необязательно должен быть вашим родным городом. Мы осуществляем доставку в любой регион нашей страны.

НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА Выполнила студентка группы 09 10

НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА Выполнила студентка группы 09. 10. 11 Швец Ксении

УГЛЕВОДЫ • — это производные многоатомных спиртов полиальдегиды , поликетоны. • Самый простой углевод-это производное трехатомного спирта-глицерина. НАЗВАНИЕ ПРОИСХОДИТ ОТ СЛОВ УГЛЕРОД И ВОДА, ПОСКОЛЬКУ ПЕРВЫЕ ИЗ ИЗВЕСТНЫХ НАУКЕ УГЛЕВОДОВ ОПИСЫВАЛИСЬ ПРОСТОЙ ФОРМУЛОЙ Cm(H 2 O)n

Классификация углеводов • Моносахариды – простые углеводы, которые не гидролизуются • Олигосахариды –углеводы, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, гидролизуются с образованием простых углеводов • Полисахариды –углеводы, молекулы которых содержат более 10 остатков моносахаридов, гидролизуются с образованием простых углеводов

Важнейшие углеводы

УГЛЕВОДЫ • — ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ И НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ ПИЩИ • — В СУТКИ ЧЕЛОВЕК ПОТРЕБЛЯЕТ ПОРЯДКА 400 -600 г РАЗЛИЧНЫХ УГЛЕВОДОВ • УГЛЕВОДЫ – ОДИН ИЗ ГЛАВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫ ДЛЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ТКАНЬ МОЗГА ИСПОЛЬЗУЕТ ПРИМЕРНО 75% ВСЕЙ ГЛЮКОЗЫ, ПОСТУПАЮЩЕЙ В КРОВЬ

Источники глюкозы в крови Гликогенолиз Глюконеогенез Гликогенез Глюконеогенез

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ УГЛЕВОДОВ Ф У Н К Ц И И Энергетическая При окислении 1 грамма углеводов выделятся 4, 1 ккал энергии Структурная Являются компонентом большинства внутриклеточных структур Осморегулирующая Участвуют в обеспечении осмотического давления и осморегуляции Пластическая Хранятся в виде запаса питательных веществ, а также входят в состав сложных молекул Рецепторная Многие олигосахариды входят в состав воспринимающей части клеточных рецепторов

Нарушение переваривания и всасывания углеводов в ЖКТ Наследственные формы обусловлены генетическими дефектами или дефицитом ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике Приобретенные связаны с : 1. заболеваниями поджелудочной железы (опухоли, воспалительные процессы, травмы и т. д. ), приводящими к дефициту ферментов 2. заболеваниями кишечника с синдромом диареи (при энтеритах и т. д. ), вызывающими снижение времени действия фермента на субстрат вследствие усиления перистальтики 3. резекциями, опухолями, дистрофическими процессами в слизистой кишечника, ведущими к снижению всасывательной поверхности кишечника

Регуляция концентрации глюкозы в крови Эффекты инсулина: 1. Активирует поступление глюкозы в клетку. 2. Ускоряет ее использование в цикле трикарбоновых кислот. 3. Ускоряет синтез гликогена 4. Ускоряет синтез жирных кислот и аминокислот из промежуточных продуктов распада сахаров. 5. Тормозит липолиз 6. Тормозит гликогенолиз (распад гликогена) 7. Тормозит глюконеогенез Эффекты контринсулиновых гормонов: 1. Ускоряют распад гликогена в печени. 2. Ускоряет глюконеогенез. 3. Ингибируют эффекты инсулина, активизирующего синтез гликогена. 4. Тормозят синтез белка и ускоряет протеолиз.

Регуляция концентрации глюкозы в крови Нервная система Активация симпатического отдела вегетативной нервной системы Выделение медиаторов катехоламинов Усиление гликогенолиза и уменьшение гликогенеза в печени Поступление глюкозы в кровь

Регуляция концентрации глюкозы в крови Концентрация глюкозы в крови Гипогликемия Усиление распада гликогена в печени Гипергликемия Усиление синтеза гликогена в печени

© П. Ф. Литвицкий, 2004 ГЭОТАР-МЕД, 2004 © ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА ГИПОГЛИКЕМИИ ГЛИКОГЕНОЗЫ ГИПЕРГЛИКЕМИИ АГЛИКОГЕНОЗЫ ГЕКСОЗ-, ПЕНТОЗЕМИИ, УРИИ

ГИПОГЛИКЕМИЯ (греч. hypо – под, ниже + glykys – сладкий + haima –кровь) * Типовая форма патологии углеводного обмена (или состояние), *характеризующееся снижением содержания глюкозы

ПРИЧИНЫ ГИПОГЛИКЕМИИ ПАТОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ РАССТРОЙСТВА ПИЩЕВАРЕНИЯ В КИШЕЧНИКЕ ТОРМОЖЕНИЕ ГЛИКОГЕНОЛИЗА ПОЛОСТНОГО НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ГЛИКОГЕНЕЗА ДЛИТЕЛЬНАЯ ЗНАЧИТЕЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ ПОЧЕК НАГРУЗКА ПРИСТЕНОЧНОГО СНИЖЕНИЕ РЕАБСОРБЦИИ ГЛЮКОЗЫ В ПРОКСИМАЛЬНОМ ОТДЕЛЕ КАНАЛЬЦЕВ ЭНДОКРИНОПАТИИ НЕДОСТАТОК ГИПЕРГЛИКЕМИЗИРУЮЩИХ ГОРМОНОВ ГИПЕРИНСУ- ( “ МЕМБРАННОГО ) ” ЛИНИЗМ УГЛЕВОДНОЕ ГОЛОДАНИЕ

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ГИПОГЛИКЕМИИ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ * Острое снижение концентрации глюкозы до 80 -65 мг% ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИЙ СИНДРОМ * Стойкое снижение концентрации глюкозы до 60 -50 мг% ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКАЯ КОМА * Снижение концентрации глюкозы до 40 -30 мг% и менее, потеря сознания

ПРОЯВЛЕНИЯ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКОГО СИНДРОМА АДРЕНЕРГИЧЕСКИЕ Чувство голода Мышечная дрожь Тревога, страх смерти НЕЙРОГЕННЫЕ Потливость Тахикардия, аритмии сердца Головная боль Головокружение Спутанность сознания Нарушения зрения Психическая заторможенность

ГИПЕРГЛИКЕМИЯ (греч. hyper – над, выше + glykys – сладкий + haima –кровь) * Типовая форма патологии углеводного обмена (или состояние). * Характеризуется увеличением содержания глюкозы в плазме крови натощак выше нормы.

ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ГИПЕРГЛИКЕМИИ ЭНДОКРИНОПАТИИ гипоинсулинизм избыток “гипергликемизирующих ” гормонов НЕЙРО- И ПСИХОГЕННЫЕ РАССТРОЙСТВА стрессреакция ПЕРЕЕДАНИЕ психическое возбуждение каузалгии ГИПЕРГЛИКЕМИЯ ПАТОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ активация гликогенолиза торможение гликогенеза

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ГИПЕРГЛИКЕМИИ Гипергликемический синдром Гипергликемическая кома * Стойкое повышение концентрации глюкозы * Повышение концентрации глюкозы до 400 – 600 мг% до 190 -210 мг% (10, 5 – 11, 5 (22, 0 – 28, 0 ммоль/л) и более, ммоль/л) потеря сознания

Сахарный дибет — группа эндокринных заболеваний, развивающихся вследствие абсолютной или относительной недостаточности инсулина, характеризующийся нарастающий гипергликемией, глюкозурией, полидипсией, полифагией. Заболевание характеризуется хроническим течением и нарушением всех видов обмена веществ: углеводного, жирового, белкового, минерального и водно-солевого

Классификация СД В настоящее время предложена классификация сахарного диабета, использующая этиологический принцип (ВОЗ, 1999): • • сахарный диабет 1 -го типа, сахарный диабет 2 -го типа, другие специфические типы сахарного диабета, диабет беременных. Последний пересмотр классификации СД сделала Американская диабетическая ассоциация в январе 2010 года. На практике врач обычно сталкивается с больными, страдающими сахарным диабетом 1 -го и 2 -го типа, другие типы диабета встречаются значительно реже.

ПРИЧИНЫ АБСОЛЮТНОГО ГИПОИНСУЛИНИЗМА БИОЛОГИЧЕСКИЕ Генетические • ИГ, повреждающие дефекты -клетки -клеток (ICA, ИГ к инсу(HLA- DR 3, DR 4; лину in, белку 64 К), DQ, B 1) • Т-л, • NK, • ФНО … снижение синтеза инсулина ХИМИЧЕСКИЕ Вирусы, тропные к -клеткам (Коксаки, кори, краснухи) аллоксан эндогенный аллоксан цитостатики этанол ФИЗИЧЕСКИЕ радиация травма pancreas образование чужеродных для системы ИБН антигенов БИА ВОСПАЛЕНИЕ (ИНСУЛИТЫ) С А Х А Р Н Ы Й Д И А Б Е Т (ИЗСД)

ОСНОВНЫЕ ЗВЕНЬЯ ПАТОГЕНЕЗА АБСОЛЮТНОЙ ИНСУЛИНОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПАТОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ Повреждение -клеток Поджелудочной железы (более 80% их) Подавление процессов: биосинтеза проинсулина транспорта проинсулина к аппарату Гольджи расщепления проинсулина везикуляции до инсулина девезикуляции и выделения инсулина в интерстиций АБСОЛЮТНЫЙ ГИПОИНСУЛИНИЗМ (ИЗСД)

ПРИЧИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ГИПОИНСУЛИНИЗМА Нейро- и/или психогенные Активация САС «Контринсулярные» факторы Стрессреакция Инсулиназа АТ к инсулину «Контринсулярные» гормоны Факторы Агенты блокирующие нарушающие и/или изменяющие реализацию состояние рецепторов инсулина эффектов инсулина в клетках-мишенях -липопротеидный антагонист инсулина Антитела Гидролазы Повреждение ферментов клеток Повреждение мембран клеток Белки крови, связывающие инсулин Длительная гиперинсулинемия Избыток свободных радикалов, липопероксидов С А Х А Р Н Ы Й Д И А Б Е Т (ИНСД)

ОСНОВНЫЕ ЗВЕНЬЯ ПАТОГЕНЕЗА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ИНСУЛИНОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТ ПАТОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ЗВЕНЬЯ ПАТОГЕНЕЗА “КОНТРИНСУЛЯРНОЕ” ИНСУЛИНАЗА АНТИТЕЛА ПРОТЕАЗЫ “КОНТРИНСУЛИНОВЫЕ” ГОРМОНЫ (КИГ) “ТРАНСПОРТНОЕ” “ФИКСАЦИЯ” ИНСУЛИНА ЕГО ПЕРЕНОСЧИКАМИ В КРОВИ “РЕЦЕПТОРНОЕ” (“ГИПОРЕАКТИВНОЕ”) ГИПОСЕНСИТИЗАЦИЯ РЕЦЕПТОРОВ КЛЕТОК К ИНСУЛИНУ ГИПЕРСЕНСИТИЗАЦИЯ РЕЦЕПТОРОВ КЛЕТОК К КИГ — ЛИПОПРОТЕИДЫ ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ГИПОИНСУЛИНИЗМ (ИНСД)

ОСНОВНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ УГЛЕВОДНОГО Гипергликемия Глюкозурия Гиперлактацидемия ЖИРОВОГО БЕЛКОВОГО Гиперазотемия Азотурия Гиперлипидемия Повышение уровня остаточного азота в крови Ацидоз Кетонемия Кетонурия ЖИДКОСТИ Полиурия Полидипсия

ОСЛОЖНЕНИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА ХРОНИЧЕСКИЕ ( син. : поздние 15 -20 лет гипергликемии) ОСТРЫЕ Деабетический кетацидоз, ацидотическая кома (чаще при ИЗСД) Гипогликемическая кома Гиперосмолярная кома (чаще при ИНСД) Ангиопатии Снижение активности факторов системы ИБН Невропатии Ретинопатии Энцефалопатии Нефропатии

ВИДЫ КОМАТОЗНЫХ СОСТОЯНИЙ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ ГИПЕРГЛИКЕМИЧЕСКИЕ КОМЫ КЕТАЦИДЕМИЧЕСКАЯ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКАЯ КОМА ЛАКТАТАЦИДЕМИЧЕСКАЯ ГИПЕРОСМОЛЯЛЬНАЯ

Диабетическая стопа

Лабораторные исследования при сахарном диабете • Исследование уровня глюкозы в крови натощак • Исследование уровня глюкозы в крови после еды Исследование уровня глюкозы в моче • Тест на толерантность к глюкозе • Исследование гликированного гемоглобина • Исследование уровня фруктозамина • Исследование липидов в крови • Исследование креатинина и мочевины • Определение белка в моче • Исследование на кетоновые тела

ГЛИКОГЕНОЗЫ (греч. glykys – сладкий os — патологический процесс, заболевание + * Типовая форма нарушения углеводного обмена * наследственного или врожденного генеза. * Характеризуется накоплением избытка гликогена в клетках, * обусловливающим нарушение жизнедеятельности организма.

АГЛИКОГЕНОЗЫ (а – отсутствие + греч. glykys – сладкий + os — патологический процесс, заболевание) *Типовая форма патологии углеводного обмена *наследственного, врожденного или приобретённ происхождения. *Характеризуетсяущественным дефицитом или с отсутствием гликогена в клетках, * вызывающим нарушение жизнедеятельности организма.

Спасибо за внимание!

Углеводы — презентация онлайн

1. Углеводы

Вставка рисунка
Углеводы — органические вещества,
состоящие из углерода, водорода и
кислорода

3. Функции

Углеводы выполняют ряд функций:
• структурную (углеводы принимают
участие в построение клеточных
стенок, рибоза и дезоксирибоза —
компоненты нуклеиновых кислот).
• защитную функцию (образование
вязких секретов, компонентов
противосвертывающих систем и др.),
• рецепторную (находятся в составе
различного рода рецепторов
клеточных стенок),
• запасающую (являются резервными
углеводами растений и животных).
• энергетическую функция (при
полном расщеплении 1 г углеводов
выделяется 17,6 кДж энергии).

4. Группы

Выделяют три группы углеводов:
моносахариды, или простые
сахара;
Дисахариды — это углеводы,
молекулы которых состоят из
двух остатков моносахаридов,
соединенных друг с другом за счет
взаимодействия гидроксильных
групп (двух полуацетальных или
одной полуацетальной и одной
спиртовой).
полисахариды, состоящие более
чем из 10 молекул простых
Сахаров или их производных.

6. Моносахариды

Моносахариды (монозы)
классифицируют по количеству
атомов углерода и по характеру
карбонильной группы.
По количеству атомов углерода
различают:
Триозы-3 атома углерода
Тертрозы-4 атома углерода
Пентоза-5 атомов углерода
Гектоза-6 атомов углерода и т.д.
Углеводы, содержащие 7 и более
атомов, называют высшими
сахарами

7. Дисахариды

Широко распространенным и имеющим важное
значение как компоненты пищевых продуктов,
относятся дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза
и др.
По химическому строению дисахариды являются
гликозидами моносахаридов. Большинство
дисахаридов состоят из гексоз, но в природе известны
дисахариды, состоящие из одной молекулы гексозы и
одной молекулы пентозы.
При образовании дисахарида одна молекула
моносахарида всегда образует связь со второй
молекулой с помощью своего полуацетального
гидроксила. Другая молекула моносахарида может
соединяться либо также полуацетальным
гидрокислом, либо одним из спиртовых гидроксилов.
В последнем случае в молекуле дисахарида будет
оставаться свободным один полуацетальный
гидроксил.

8. Полисахариды

Полисахариды – высокомолекулярные
углеводы, представляющие собой
продукты конденсации моносахаридов,
содержащие от нескольких десятков до
сотен тысяч моносахаридов,
соединенных гликозидными связями. Они
могут быть как линейными, так и
разветвленными. Если молекула
полисахарида построена из остатков
моносахаридов одного вида, то это –
гомополисахариды (крахмал, гликоген,
целлюлоза), если из разных
моносахаридов – это
гетерополисахариды (пектиновые
вещества, камеди, слизи,
мукополисахариды)

9. Простые углеводы

Основным «представителем»
данной группы является глюкоза
– самый известный и важный для
организма простой углевод. Его
задачей является питание
клеток и транспортировка в них
инсулина. Существует
определенная норма уровня
глюкозы, который должен всегда
поддерживаться в ограниченных
границах. Отклонения в любую
сторону моментально и очень
серьезно отражаются на
работоспособности организма.

10. Сложные углеводы

Являют собой соединения,
состоящие из трех и более
молекул простых сахаридов.
Сюда относят : крахмал –
наиболее крупная группа,
включает около 80% сложных
углеводов, которые поступают в
организм с пищей;
· гликоген;
· целлюлозу.
В основном список углеводных
продуктов этой группы состоит из
овощей и круп.

12. Неусваиваемые (комплексные углеводы)

Сюда относятся пищевые
волокна, которые являют собой
настолько сложные соединения,
что они не усваиваются
организмом. Однако при этом они
все равно необходимы, поскольку:
· не позволяют развиваться
вредоносным микроорганизмам в
кишечнике;
· обеспечивают правильность
работы кишечника;
· снижают уровень холестерина;
· быстро утоляют голод и
создают ощущение сытости.

Углеводы — обзор | ScienceDirect Topics

13.9 Полисахариды

Полисахариды представляют собой высокомолекулярные вещества, состоящие из моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями. Поскольку структуры гетерополисахаридов более сложные, чем структуры гомополисахаридов, в этом разделе мы будем рассматривать только гомополисахариды.

Гомополисахариды крахмала и целлюлозы, обнаруженные в растениях, содержат только глюкозу. Около 20% крахмала составляет амилоза, растворимая в холодной воде; остальные 80%, называемые амилопектином, не растворяются в воде.Крахмал присутствует в картофеле, рисе, пшенице и других злаках. Количество амилозы и амилопектина в крахмале варьируется и зависит от его источника.

Крахмал и целлюлоза отличаются одной структурной особенностью, но это различие имеет большое биологическое значение. Крахмал, глюкозильные единицы которого связаны α-1,4ʹ, может перевариваться большинством животных. Целлюлоза, глюкозильные единицы которой связаны β-1,4ʹ, может перевариваться только крупным рогатым скотом и другими травоядными животными, поскольку микроорганизмы, присутствующие в их пищеварительном тракте, имеют ферменты, гидролизующие β-глюкозиды.Термиты также могут переваривать целлюлозу.

Амилоза — это линейный полимер, содержащий от 200 до 2000 α-связанных глюкозных единиц, который служит основным источником пищи для некоторых животных. Молекулярная масса амилозы колеблется от 40 000 до 400 000 а.е.м. Целлюлоза — это β-связанный полимер глюкозы (рис. 13.9), который может содержать от 5000 до 10000 единиц глюкозы. Некоторые водоросли производят молекулы целлюлозы, содержащие более 20 000 единиц глюкозы. Амилопектин содержит цепи, подобные таковым в амилозе, но только около 25 единиц глюкозы встречается в цепи.Амилопектин имеет ответвления глюкозосодержащих цепей, соединенных гликозидной связью между гидроксильной группой C-6 одной цепи и атомом C-1 другой цепи глюкозы (рис. 13.5). Молекулярная масса амилопектина может достигать 1 миллиона. Поскольку каждая цепь имеет среднюю молекулярную массу 3000, может быть до 300 взаимосвязанных цепей.

Рисунок 13.9. Структура полисахаридов

Структура гликогена аналогична структуре амилопектина, но у гликогена больше разветвлений, а ветви короче, чем у амилопектина.Средняя длина цепи гликогена составляет 12 единиц глюкозы. Гликоген имеет молекулярную массу более 3 миллионов. Гликоген синтезируется животными как форма хранения глюкозы. Хотя гликоген обнаружен по всему телу, наибольшее его количество находится в печени. У среднего взрослого человека гликогена хватает примерно на 15 часов нормальной активности.

Группы крови человека

Сложные углеводы покрывают поверхность почти всех клеток человека, действуя как маркеры, идентифицирующие клетку.Клетки крови человека содержат поверхностные маркеры, которые делят кровь на три основных класса, обозначенных A, B и O. Классификация групп крови основана на различиях в структурах олигосахаридов, связанных с белком, называемым гликофорином, который встроен в мембрану красного цвета. кровяные клетки. Олигосахариды группы крови содержат несколько различных мономеров: галактозу (Gal), N-ацетилгалактозамин (GalNAc) и N-ацетилглюкозамин (GlcNAc).

Они также содержат довольно необычный сахар 6-дезокси-α-1-галактозу.Этот сахар имеет общее название альфа-1-фукоза.

Фрагмент α-1-фукозы каждой группы крови присоединен к трисахариду в группах крови A и B и к дисахариду в группе крови O (см. Структуры на рисунках ниже). Тип B, который не показан, отличается от типа A галактозой в левой части структуры, а не N-ацетилгалактозамином. В каждом олигосахариде остаток β-галактозы присоединен к α-1-фукозе 1,2ʹ-гликозидной связью. Часть β-N-ацетилглюкозамина показанного олигосахарида связана с «спейсерной единицей», которая состоит из олигосахаридной цепи, которая может содержать от 2 до 50 моносахаридных единиц.Эта цепь связана с белком множеством возможных способов, включая гликозидную связь с гидроксильной группой остатка серина в белке.

Каждая группа крови подразделяется на два типа цепей, которые различаются гликозидными связями. В цепи типа 1 центральный фрагмент β-Gal связан с β-GlcNAc 1,4ʹ-гликозидной связью. В цепи типа 2 фрагмент β-Gal связан с β-GlcNAc 1,3ʹ-гликозидной связью. Структуры ниже показывают связь типа l.

Эти углеводы являются антигенными детерминантами своих групп.Человек с кровью типа A вырабатывает антитела, которые «атакуют» кровь типа B, образуя скопления клеток типа B. Точно так же человек с кровью типа B вырабатывает антитела, которые «атакуют» кровь типа A. Однако люди с типом A или B не вырабатывают антител против крови типа O, поэтому люди с типом O называются универсальными донорами. Однако они не являются универсальными акцепторами, поскольку вырабатывают антитела против крови как типа A, так и типа B.

16.1: Углеводы — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

• Чтобы распознать углеводы и классифицировать их как моно-, ди- или полисахариды.

Все углеводы состоят из атомов углерода, водорода и кислорода и представляют собой полигидроксиальдегиды, кетоны или соединения, которые можно расщепить с образованием таких соединений. Примеры углеводов включают крахмал, клетчатку, сладкие на вкус соединения, называемые сахарами, и структурные материалы, такие как целлюлоза. Термин углевод возник в результате неправильной интерпретации молекулярных формул многих из этих веществ. Например, поскольку его формула C ₆ H ₁₂ O ₆ , глюкоза когда-то считалась «гидратом углерода» со структурой C ₆ · 6H ₂ O.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Какие соединения можно отнести к углеводам?

Решение

1. Это углевод, потому что молекула содержит функциональную альдегидную группу с группами ОН на двух других атомах углерода.
2. Это не углевод, потому что молекула не содержит функциональную группу альдегида или кетона.
3. Это углевод, потому что молекула содержит кетонную функциональную группу с группами ОН на двух других атомах углерода.
4. Это не углевод; хотя он имеет кетонную функциональную группу, один из других атомов углерода не имеет присоединенной группы ОН.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Какие соединения можно отнести к углеводам?

Зеленые растения способны синтезировать глюкозу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) из ​​углекислого газа (CO ₂ ) и воды (H ₂ O), используя солнечную энергию в процессе, известном как фотосинтез. :

\ [\ ce {6CO_2 + 6H_2O} + \ text {686 ккал} \ rightarrow \ ce {C_6H_ {12} O_6 + 6O_2} \ label {\ (\ PageIndex {1} \)} \]

(686 ккал приходится на солнечную энергию.) Растения могут использовать глюкозу для получения энергии или преобразовывать ее в более крупные углеводы, такие как крахмал или целлюлозу. Крахмал обеспечивает энергию для дальнейшего использования, возможно, в качестве питания для семян растений, в то время как целлюлоза является структурным материалом растений. Мы можем собирать и есть части растения, которые хранят энергию — семена, корни, клубни и плоды, — и использовать часть этой энергии сами. Углеводы также необходимы для синтеза нуклеиновых кислот и многих белков и липидов.

Животные, включая человека, не могут синтезировать углеводы из углекислого газа и воды и поэтому зависят от царства растений в обеспечении этих жизненно важных соединений.Мы используем углеводы не только в пищу (около 60–65% от среднего рациона), но также для изготовления одежды (хлопок, лен, вискоза), жилья (дрова), топлива (дрова) и бумаги (дрова).

Простейшие углеводы — те, которые нельзя гидролизовать с образованием еще более мелких углеводов — называются моносахаридами. Два или более моносахаридов могут соединяться вместе, образуя цепи, содержащие от двух до нескольких сотен или тысяч моносахаридных единиц. Префиксы используются для обозначения количества таких единиц в цепочках.Молекулы дисахаридов содержат две моносахаридные единицы, трисахаридных молекул, трех единиц и так далее. Цепи, состоящие из множества соединенных вместе моносахаридных единиц, называются полисахаридами. Все эти так называемые высшие сахариды можно гидролизовать обратно до составляющих их моносахаридов.

Соединения, которые нельзя гидролизовать, не будут реагировать с водой с образованием двух или более соединений меньшего размера.

Сводка

Углеводы — важная группа биологических молекул, в которую входят сахара и крахмалы.Фотосинтез — это процесс, при котором растения используют энергию солнечного света для синтеза углеводов. Моносахарид — это простейший углевод, который не может быть гидролизован с образованием молекулы углевода меньшего размера. Дисахариды содержат две моносахаридные единицы, а полисахариды содержат много моносахаридных единиц.

Упражнения по обзору концепции

1. Почему фотосинтез важен?

2. Определите различия между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами.

Ответы

1. Фотосинтез — это процесс, при котором солнечная энергия используется для восстановления углекислого газа до углеводов, которые необходимы растениям и другим живым организмам, питающимся растениями, для получения энергии.

2. Моносахарид — это простейший углевод, который не может быть гидролизован с образованием углеводов меньшего размера; дисахарид состоит из двух моносахаридных единиц; и полисахарид содержит много сахаридных звеньев.

Упражнения

1. Когда водный раствор трегалозы нагревается, на каждую молекулу трегалозы образуются две молекулы глюкозы. Является ли трегалоза моносахаридом, дисахаридом или полисахаридом?

2. При нагревании водного раствора арабинозы другие молекулы не образуются. Арабиноза — это моносахарид, дисахарид или полисахарид?

Ответ

1. Трегалоза является дисахаридом, потому что она гидролизуется до двух молекул глюкозы (моносахарида).

Школа биомедицинских наук вики

Из Вики Школы биомедицинских наук

A углевод — это органическое соединение, состоящее из углерода, водорода и кислорода, которое считается одним из основных классов биомолекул. Общая формула углеводов: C _n (H ₂ O) _n . Наиболее распространенные углеводы состоят из трех-шести атомов углерода.Углевод с тремя атомами углерода называется триозой, четыре — тетраозой, пять — пентозой и шесть — гексозой. Глюкоза, манноза, галактоза — это гексозы, а рибоза, ксилоза и арабиноза — это пентозы.

Моносахариды — это простейшие углеводы, часто называемые отдельными сахарами. Они являются строительными блоками, из которых состоят все более крупные углеводы ^[1] . Моносахариды существуют в виде открытых цепей или кольцевых форм, хотя только кольцевые формы существуют в виде изомеров.А сахара с 5 или более атомами углерода часто образуют кольца, потому что могут вступать в реакцию как карбонильные, так и спиртовые группы.

Одним из наиболее известных углеводов является глюкоза, которая является одним из основных источников энергии для живых организмов.
Моносахариды — это простейшие углеводы, такие как глюкоза и галактоза. Обычно они представляют собой альдегиды или кетоны, к которым присоединено несколько гидроксильных групп. Самыми маленькими моносахаридами являются дигидроксиацетон и D- и L-глицеральдегид. Дигидроксиацетон является кетозой, потому что он содержит кетогруппу, тогда как глицеральдегид является альдозой, потому что он содержит альдегидную группу ^[2] (есть два стереоизомера глицеральдегида из-за одного асимметричного атома углерода).

Когда простые моносахариды (такие как глюкоза) связаны друг с другом посредством 1,4-гликозидных связей с другими моносахаридами, образуется широкий спектр богатых информацией олигосахаридов, которые можно использовать в сложных процессах, таких как передача сигналов клетками ^[3] . Связь двух мономеров глюкозы образует дисахарид мальтозу, который является субстратом для прокариотического MBP ^[4] .

Полисахариды чрезвычайно информативны из-за сложности, которую можно создать с помощью разнообразия возможных связей.Это возможно из-за нескольких гидроксильных групп, что означает, что отдельные моносахариды могут соединяться через гликозидную связь несколькими различными способами — это также приводит к разветвлению некоторых полисахаридов, таких как гликоген и крахмал.

У эукариот и липиды, и белки во внешнем слое плазматической мембраны могут иметь присоединенные к ним углеводы, и поэтому называются гликолипидами и гликопротеинами соответственно. Гликолипиды и гликопротеины также имеют общее название гликокаликс.Гликокаликс выполняет несколько функций, а именно распознавание, адгезию и защиту клеток ^[5] .

Список литературы

1. ↑ Rsc.org. Химия для биологов: углеводы [Интернет]. 2015 г. [цитировано 4 декабря 2015 г.]. Доступно по адресу: http://www.rsc.org/Education/Teachers/Resources/cfb/carbohydrates.htm
2. ↑ Берг Дж., Тимочко Дж. И Страйер Л. (2007) Биохимия, 6-е издание, Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 304
3. ↑ Берг Дж., Тимочко Дж. И Страйер Л.(2001) Биохимия, пятое издание, Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 301
4. ↑ Reuten R, Nikodemus D, Oliveira MB, Patel TR, Brachvogel B, Breloy I, Stetefeld J, Koch M (30 марта 2016) Мальтозо-связывающий белок (MBP), метка, повышающая секрецию для систем экспрессии белков млекопитающих. Доступно на www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27029048 — последний доступ 17.10.2016.
5. ↑ Берг Дж., Тимочко Дж., Страйер Л. (2001) Биохимия, пятое издание, Нью-Йорк: WH Freemen page 307

Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Углеводы

---

УГЛЕВОДЫ

На Земле примерно 92 встречающихся в природе элемента, но, что интересно, только 4 (кислород, углерод, водород и азот) составляют около 96% массы человеческого тела.Эти элементы объединяются, образуя биомолекулы, поддерживающие жизнь, которые можно разделить на четыре группы: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Углеводы, белки и липиды используются клетками в качестве строительных блоков для клеток или для получения энергии, в то время как нуклеиновые кислоты являются основой генетического материала. Углеводы — самая распространенная из биомолекул. Каждый год Земля преобразует более 100 миллиардов метрических тонн CO ₂ и H ₂ O в углеводы. Если бы мы идентифицировали самую важную углеводную молекулу на планете с точки зрения ее способности поддерживать жизнь, мы, несомненно, выбрали бы моносахарид глюкозу.Без глюкозы не могла бы существовать почти вся известная нам животная жизнь.

Есть три основных класса углеводов; моносахаридов , дисахаридов, и полисахаридов . Эта классификация основана на том, сколько субъединиц составляют молекулу. Название «сахарид» происходит от греческого, означающего сахар. Моносахариды представляют собой простейшую форму углеводов и состоят из одной молекулы или субъединицы. Дисахариды состоят из два моносахарида, связанных вместе, и полисахариды состоят из 3 или более моносахаридов, связанных вместе.Теперь мы рассмотрим каждый из этих типов углеводов.

МОНОСАХАРИДЫ

Моносахариды (моно = один, сахарид = сахар) являются основными субъединицами углеводов. Они содержат от 3 до 7 атомов углерода и имеют общую формулу (CH ₂ O) _n , где n находится в диапазоне от 3 до 7 (5 или 6 являются наиболее распространенными). Например, если n = 6, формула для моносахарида будет C ₆ H ₁₂ O ₆ , а если n = 5, формула будет C ₅ H ₁₀ O _5. Надеюсь, очевидно, что моносахариды содержат значительное количество кислорода, по одному на каждый углерод в молекуле. Углеводы имеют самое высокое отношение кислорода к углероду среди всех важных органических молекул. Общие моносахариды включают: глюкозу, фруктозу, галактозу, рибозу и дезоксирибозу. Обратите внимание, что название каждого из этих сахаров заканчивается суффиксом -ose. Этот суффикс -ose означает полный, в частности, полный кислорода. Названия большинства сахаров заканчиваются этим суффиксом.

Структуры трех распространенных моносахаридов показаны на рисунке ниже. Обратите внимание, что молекулы могут существовать в двух разных формах. Когда они находятся в сухом или порошкообразном состоянии, они существуют в виде линейной молекулы (вверху), но при растворении в воде они принимают кольцевую форму, причем кислород является одним из членов кольца (внизу). Поскольку все молекулы в нашем организме существуют в виде водных растворов, кольцевидная форма — это то, как мы находим моносахариды в организме. Также обратите внимание, что все три из этих соединений имеют 6 атомов углерода, следовательно, они имеют одинаковую молекулярную формулу: C ₆ H ₁₂ O ₆ .Однако их структурные формулы различны (см. Рисунок ниже). Молекулы, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разные структурные формулы, известны как изомеры. Несмотря на то, что каждый из них имеет 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода, они обладают очень разными биологическими действиями из-за различных структурных форм. Например, есть определенные носители, которые могут переносить глюкозу в клетку, но не переносят фруктозу.

Глюкоза, также называемая декстрозой, является преобладающим сахаром в нашей крови.Когда мы говорим об уровне сахара в крови, на самом деле мы говорим об уровне глюкозы в крови. Мы получаем глюкозу в основном в результате переваривания дисахаридов и полисахаридов. Как только эти углеводы расщепляются до глюкозы в тонком кишечнике, глюкоза всасывается в кровь и транспортируется к различным органам тела. Там он может метаболизироваться тканями, чтобы обеспечить топливо для клеточного метаболизма, или, если он не нужен немедленно для метаболизма, он может храниться в виде гликогена (подробнее об этом сложном углеводе позже) в печени и мышцах или преобразовываться в триглицериды. (жир) и хранится в жировых клетках.Когда уровень глюкозы в крови становится низким (как это бывает в постное воскресенье), гликоген в печени может расщепляться, чтобы высвободить глюкозу в кровь, или организм может фактически производить новые молекулы глюкозы из белков в процессе, называемом глюконеогенез.

Другие моносахариды, о которых нам необходимо знать, — это фруктоза и галактоза (6 углеродных сахаров или гексоз ), которые являются субъединицами важных дисахаридов. Также рибоза и дезоксирибоза (5 углеродных сахаров или пентоз ), которые являются важными компонентами нуклеиновых кислот.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показаны линейные и кольцевые структуры трех распространенных моносахаридов. Все они имеют одинаковую молекулярную формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), но имеют разную структуру (красный цвет) и, следовательно, являются изомерами друг друга.

ДИСАХАРИДЫ

Дисахариды (Di = 2, сахарид = сахар) образуются, когда две молекулы моносахарида связаны вместе.Как показано на рисунке ниже, когда два моносахарида связаны вместе, одним из продуктов реакции является вода. Поскольку вода удаляется, чтобы связать субъединицы вместе, реакция называется дегидратационным синтезом реакцией . Это распространенный тип реакции синтеза, который мы снова увидим, когда узнаем об образовании липидов и белков.

Изображение создано MG, 2013

Реакция синтеза дегидратации объединяет два моносахарида (глюкозу) с образованием дисахарида (мальтозы).

Мы обсудим три важных дисахрида; сахароза, лактоза и мальтоза . Во всех трех этих дисахаридах глюкоза является одним из моносахридов, из которых они состоят. На рисунке ниже показана структура этих дисахаридов, а в таблице 1 представлены их характеристики.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показаны структуры трех распространенных дисахаридов.Все они содержат глюкозу в качестве одной из своих субъединиц, разница между ними — вторая субъединица.

Таблица 1. Характеристики трех распространенных дисахаридов.

Имя	Комбинированные моносахариды	Информация о пищевой ценности
Сахароза	Глюкоза + фруктоза	Самый распространенный диетический дисахарид.Естественно содержится в свекольном и тростниковом сахаре, коричневом сахаре, кленовом сиропе и меде. Вы знаете его как столовый сахар.
Лактоза	Глюкоза + галактоза	Содержится в молочных продуктах.Это наименее сладкий из дисахаридов.
Мальтоза	Глюкоза + глюкоза	Содержится в продуктах питания, включая сухие завтраки, прорастающие семена и пиво.

Только моносахариды могут абсорбироваться из пищеварительного тракта в кровь, поэтому для того, чтобы попасть в организм, дисахариды сначала должны быть расщеплены до их моносахаридных субъединиц. В тонком кишечнике имеются специфические ферменты для каждого из них: сахароза, для переваривания сахарозы, лактаза, для переваривания лактозы и мальтаза, для переваривания мальтозы. Реакция переваривания по существу является обратной реакцией синтеза дегидратации, т.е.е. вода снова добавляется в связь, чтобы разорвать ее. Этот тип реакции называется реакцией гидролиза . На рисунке ниже показан пример реакции гидролиза. Поскольку дисахариды легко перевариваются и быстро всасываются в кровь, их, наряду с моносахаридами, часто называют простыми сахарами .

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На изображении выше показана реакция гидролиза.Связи между мономерами в полимере могут быть разорваны ферментативным добавлением воды к связям.

Вы можете знать кого-то с непереносимостью лактозы или у вас самих может быть непереносимость лактозы. Большинство млекопитающих не потребляют молоко, когда становятся взрослыми и больше не нуждаются в ферменте для переваривания лактозы, поэтому организм перестает вырабатывать фермент. Если лактоза не расщепляется на моносахаридные субъединицы, она не может всасываться и переходит в толстый кишечник. Бактерии, обитающие в толстом кишечнике, любят лактозу и начинают ее есть.К сожалению, когда они едят много лактозы, они выделяют много газа. Кроме того, лактоза втягивает воду в толстый кишечник путем осмоса. Симптомы непереносимости лактозы включают вздутие живота, диарею, спазмы в животе, метеоризм (газы) и тошноту. Симптомы возникают из-за того, что непереваренная лактоза попадает в толстую кишку. Во всем мире около 75% взрослого населения в той или иной степени страдает непереносимостью лактозы, однако заболеваемость сильно различается от страны к стране (см. Рисунок ниже).Как правило, у северных европейцев и их потомков самый низкий уровень заболеваемости, в основном из-за того, что в их культуре крупный рогатый скот и козы были одомашнены давно, а молочные продукты этих животных остаются важным источником питания. Хотя это не изображено на картах, племена масаи в Восточной Африке также демонстрируют низкий уровень непереносимости лактозы, что также связано с их традицией выращивания крупного рогатого скота и коз для производства молочных продуктов.

Распространенность непереносимости лактозы во всем мире.Изображение загружено с Wikimedia Commons, декабрь 2013 г .: Автор: NmiPortal; Сайт: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Worldwide_prevalence_of_lactose_intolerance_in_recent_populations.jpg; Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды представляют собой длинные цепи моносахаридных субъединиц, связанных вместе посредством реакций синтеза дегидратации. Эти цепи могут насчитывать от трех до тысяч субъединиц.Полисахариды — это то, что мы называем сложными углеводами . В зависимости от их функции полисахариды можно классифицировать как запасающие молекулы или структурные молекулы. Полисахариды хранения включают крахмал и глюкоген. Крахмал представляет собой крупный полимер субъединиц глюкозы и является формой хранения глюкозы в растениях. Источники включают семена, зерно, кукурузу, бобы, картофель и рис.

На самом деле существует два типа крахмала: амилоза и амилопектин. Амилоза представляет собой длинную неразветвленную цепь субъединиц глюкозы. Амилопектин, , с другой стороны, имеет разветвленную структуру (см. Рисунок ниже). Именно доля каждой формы крахмала в конкретной пище определяет ее способность к перевариванию. Пища с большим количеством амилопектина переваривается и всасывается быстро, тогда как продукты с более высоким уровнем амилозы расщепляются медленнее.

Гликоген — форма хранения углеводов у животных.Гликоген, как и крахмал, представляет собой полимер субъединиц глюкозы. Он похож по структуре на амилопектин, но еще более разветвлен. Мы храним гликоген в первую очередь в печени и скелетных мышцах. Гликоген в скелетных мышцах может быть истощен всего за 1 час упражнений на силу. С другой стороны, во время голодания гликогена в печени хватит на 12-24 часа. Это неуверенное ощущение, которое вы испытываете в конце голодания в постное воскресенье, во многом связано с истощением запасов гликогена.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показано разветвление в молекуле полисахарида.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На этом изображении выше показаны разные степени разветвления амилозы, амилопектина и гликогена.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

Еще один рисунок, показывающий уровни разветвления крахмала, гликогена и целлюлозы.

Разветвленная структура гликогена позволяет ферментам легко расщепляться в организме с высвобождением глюкозы, чтобы ее можно было использовать для получения энергии. Гликоген, накопленный в мышцах, обеспечивает энергию, необходимую мышцам для физических упражнений, особенно высокоинтенсивных и выносливых. Гликоген, хранящийся в печени, используется для обеспечения энергией других тканей, таких как нейроны нервной системы.

Важным структурным полисахаридом является целлюлоза .Целлюлоза является важной структурной молекулой в растениях и обеспечивает волокном , которое нам необходимо в нашем рационе. Целлюлоза — это полимер глюкозы. Однако, в отличие от крахмала и гликогена, у нас нет ферментов для переваривания целлюлозы. Это связано с различием в конфигурации связей между мономерами глюкозы (см. Рисунок ниже). Целлюлоза образует структурные компоненты стенок растительных клеток. Его особенно много в листовых овощах и цельнозерновых продуктах. Хотя мы не можем переваривать целлюлозу для получения энергии, она обеспечивает объем стула и может снизить риск некоторых заболеваний, таких как дивертикулярная болезнь и рак толстой кишки.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показано связывание мономеров глюкозы в целлюлозе. Обратите внимание, что конфигурация отличается от конфигурации крахмала и гликогена (см. Рисунок выше). У нас нет ферментов для переваривания связей в целлюлозе.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

ЗДОРОВЬЕ

Можно с уверенностью сказать, что углеводы являются важной частью здорового питания, хотя некоторые из них лучше, чем другие.Когда мы потребляем простые сахара, они быстро всасываются, и уровень сахара в крови быстро повышается. Это, в свою очередь, приводит к секреции большого количества инсулина с последующим быстрым падением сахара в крови. Это, наверное, не идеально. Действительно, недавнее исследование ¹ показало, что употребление всего одного сладкого безалкогольного напитка в день увеличивает риск развития ишемической болезни сердца на 20% у мужчин. Также было показано, что употребление сахаросодержащих безалкогольных напитков увеличивает частоту ожирения, что увеличивает риск диабета 2 типа.С другой стороны, сложные углеводы, содержащиеся в цельнозерновых, обычно полезны для здоровья.

Одной из актуальных тем, вызывающих повышенный интерес, является кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала, который является полимером глюкозы. Крахмал гидролизуется для разделения мономеров глюкозы, а затем химически обрабатывается для преобразования части глюкозы во фруктозу. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы состоит из 55% фруктозы и 45% глюкозы. Фруктоза обрабатывается организмом иначе, чем глюкоза.В то время как глюкоза может проникать почти во все клетки организма (некоторым клеткам требуется небольшая помощь инсулина, чтобы усвоить глюкозу), фруктоза метаболизируется почти исключительно в печени. Кажется, появляется все больше свидетельств того, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы может быть вредным для нас. В недавнем исследовании на крысах, сравнивавшем кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и сахарозу, крысы, потреблявшие кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, имели больший набор веса, повышенное количество висцерального жира (жира вокруг наших органов брюшной полости) и повышение уровня циркулирующих триглицеридов. ² (триглицериды являются основным компонентом жира в наших жировых клетках).Хотя есть те, кто все еще утверждает, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы для вас не хуже, чем сахароза, растущее количество доказательств, похоже, предполагает иное. Итак, в следующий раз, когда вы сядете с бокалом хорошего холодного Sprite, подумайте о том, что вы можете сделать со своим телом.

Список литературы

1. Koning, L. de, et al. Потребление сладкого напитка, случай ишемической болезни сердца и биомаркеры риска у мужчин. Тираж 12.03.2012 г.

3.Bocarsly, M.E. et al. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы вызывает у крыс характеристики ожирения: увеличение массы тела, судьбы тела и уровня триглицеридов. Фармакология, биохимия и поведение. 97: 101-106-2012

** Вы можете использовать кнопки ниже, чтобы перейти к следующему или предыдущему чтению в этом модуле **

Распечатать эту страницу

Углеводы — Как работает еда

Вы, наверное, слышали об углеводах и сложных углеводах.«Углеводы обеспечивают ваше тело основным топливом. Ваше тело думает об углеводах, как двигатель автомобиля думает о бензине.

Самый простой углевод — это глюкоза . Глюкоза, также называемая« сахар в крови »и« декстроза », течет с кровотоком так что он доступен каждой клетке вашего тела. Ваши клетки поглощают глюкозу и преобразуют ее в энергию, чтобы управлять клеткой. В частности, набор химических реакций на глюкозе создает АТФ, (аденозинтрифосфат) и фосфатную связь в АТФ. приводит в действие большинство механизмов в любой человеческой клетке.Если вы выпьете раствор воды и глюкозы, глюкоза перейдет прямо из пищеварительной системы в кровоток.

Слово «углевод» происходит от того факта, что глюкоза состоит из углерода и воды. Химическая формула глюкозы:

. Вы можете видеть, что глюкоза состоит из шести атомов углерода (карб …) и элементов из шести молекул воды (… гидрата). Глюкоза представляет собой простой сахар , что означает, что для нашего языка он сладкий на вкус. Есть и другие простые сахара, о которых вы, наверное, слышали.Фруктоза — это основной сахар во фруктах. Фруктоза имеет ту же химическую формулу, что и глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), но атомы расположены немного иначе. Печень превращает фруктозу в глюкозу. Сахароза, также известная как «белый сахар» или «столовый сахар», состоит из одной глюкозы и одной молекулы фруктозы, связанных вместе. Лактоза (сахар, содержащийся в молоке) состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы, связанных вместе. Галактоза, как и фруктоза, имеет те же химические компоненты, что и глюкоза, но атомы расположены по-другому.Печень также превращает галактозу в глюкозу. Мальтоза, сахар, содержащийся в солоде, состоит из двух атомов глюкозы, связанных вместе.

Глюкоза, фруктоза и галактоза — это моносахариды и единственные углеводы, которые могут всасываться в кровоток через слизистую оболочку кишечника. Лактоза, сахароза и мальтоза — это дисахариды (они содержат два моносахарида) и легко превращаются в свои моносахаридные основания ферментами в пищеварительном тракте. Моносахариды и дисахариды называются простыми углеводами .Это тоже сахар — все они на вкус сладкие. Все они быстро перевариваются и быстро попадают в кровоток. Когда вы смотрите на этикетку «Пищевая ценность» на упаковке продуктов и видите «Сахар» в разделе «Углеводы» на этикетке, эти простые сахара — это то, о чем этикетка говорит.

Есть также сложных углеводов , широко известных как «крахмалы». Сложный углевод состоит из цепочек молекул глюкозы. Крахмал — это способ хранения энергии в растениях: растения производят глюкозу и связывают молекулы глюкозы в цепочку, образуя крахмал.Большинство зерновых (пшеница, кукуруза, овес, рис), а также картофель и бананы содержат много крахмала. Ваша пищеварительная система расщепляет сложный углевод (крахмал) на составляющие его молекулы глюкозы, чтобы глюкоза могла попасть в ваш кровоток. Однако расщепление крахмала занимает намного больше времени. Если вы выпьете банку газировки, полную сахара, глюкоза будет попадать в кровоток со скоростью около 30 калорий в минуту. Сложный углевод переваривается медленнее, поэтому глюкоза попадает в кровоток со скоростью всего 2 калории в минуту (справочная информация).

Возможно, вы слышали, что употребление сложных углеводов — это хорошо, а сахар — плохо. Возможно, вы даже почувствовали это на собственном теле. Следующая цитата из Йельского руководства по детскому питанию объясняет, почему:

Если сложные углеводы расщепляются на моносахариды в кишечнике до того, как они всасываются в кровоток, почему они лучше, чем рафинированный сахар или другие ди- или моносахариды? В значительной степени это связано с процессами пищеварения и всасывания.Простой сахар требует небольшого переваривания, и когда ребенок ест сладкую пищу, например шоколадный батончик или банку газировки, уровень глюкозы в крови быстро повышается. В ответ поджелудочная железа выделяет большое количество инсулина, чтобы уровень глюкозы в крови не повышался слишком высоко. Этот сильный инсулиновый ответ, в свою очередь, приводит к снижению уровня сахара в крови до слишком низкого уровня через 3-5 часов после употребления шоколадного батончика или банки содовой. Эта тенденция к падению уровня глюкозы в крови может затем привести к выбросу адреналина, который, в свою очередь, может вызвать нервозность и раздражительность…. То же самое «американские горки», связанные с уровнем глюкозы и гормонов, не происходит после употребления сложных углеводов или после сбалансированной еды, потому что процессы пищеварения и абсорбции намного медленнее.

Если задуматься, это невероятно интересно, потому что показывает, что продукты, которые вы едите, и то, как вы их едите, могут повлиять на ваше настроение и ваш темперамент. Пища делает это, влияя на уровни различных гормонов в вашем кровотоке с течением времени.

Еще одна интересная вещь в этой цитате — упоминание об инсулине .Оказывается, инсулин невероятно важен для того, как организм использует глюкозу, которую обеспечивает пища. Функции инсулина:

• Обеспечение транспортировки глюкозы через клеточные мембраны
• Превращение глюкозы в гликоген для хранения в печени и мышцах
• Помогать превращению избытка глюкозы в жир
• Предотвращать расщепление белков для получения энергии

Согласно Британской энциклопедии:

Инсулин — это простой белок, в котором две полипептидные цепи аминокислот соединены дисульфидными связями.Инсулин помогает переносить глюкозу в клетки, чтобы они могли окислять глюкозу для производства энергии для организма. В жировой (жировой) ткани инсулин способствует хранению глюкозы и ее превращению в жирные кислоты. Инсулин также замедляет расщепление жирных кислот. В мышцах он способствует усвоению аминокислот для производства белков. В печени он помогает преобразовывать глюкозу в гликоген (запасной углевод животных) и снижает глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных источников).Действию инсулина противодействуют глюкагон, другой гормон поджелудочной железы, и адреналин.

Из этого описания вы можете понять, что на самом деле в вашем организме происходит много разных вещей, связанных с глюкозой. Поскольку глюкоза является основным источником энергии для вашего тела, ваше тело имеет множество различных механизмов, обеспечивающих необходимый уровень глюкозы в кровотоке. Например, ваше тело хранит глюкозу в печени (в виде гликогена) и при необходимости может преобразовывать белок в глюкозу.Углеводы обеспечивают энергию, необходимую клеткам для выживания.

Для получения дополнительной информации об углеводах, глюкозе и инсулине перейдите по ссылкам в конце этой статьи.

Углеводы

Углеводы

Углеводы

Углеводы: Моносахариды

Термин углевод первоначально использовался для описания соединения, которые были буквально «гидратами углерода» потому что у них была эмпирическая формула CH ₂ O.В последнее время лет углеводы были классифицированы на основе их структуры, а не их формулы. Теперь они определены как полигидрокси. альдегиды и кетоны . Среди соединений, относящихся к это семейство — целлюлоза, крахмал, гликоген и большинство сахаров.

Есть три класса углеводов: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды белые кристаллические твердые вещества, содержащие один альдегид или кетонная функциональная группа.Они подразделяются на два класса альдозы и кетозы по в зависимости от того, являются ли они альдегидами или кетонами. Они также классифицируется как триоза, тетроза, пентоза, гексоза или гептоза на на основе того, содержат ли они три, четыре, пять, шесть или семь атомов углерода.

За одним исключением, моносахариды оптически активные соединения. Хотя возможны как D-, так и L-изомеры, большинство моносахаридов, встречающихся в природе, находятся в D конфигурация.Структуры D- и L-изомера простейшего альдоза, глицеральдегид, показаны ниже.

D-глицеральдегид		L-глицеральдегид

Структуры многих моносахаридов были впервые определен Эмилем Фишером в 1880-х и 1890-х годах и до сих пор написано в соответствии с разработанной им конвенцией.Фишер проекция представляет, как могла бы выглядеть молекула, если бы ее трехмерные конструкции проецировались на лист бумаги. По соглашению проекции Фишера пишутся вертикально, с альдегид или кетон вверху. Группа -OH на предпоследний атом углерода написан в правой части структура скелета для изомера D и слева для L изомер. Проекции Фишера для двух изомеров глицеральдегида показаны ниже.

D-глицеральдегид		L-глицеральдегид

Эти прогнозы Фишера можно получить из структуры скелета, показанные выше, путем визуализации того, что могло бы произойти если вы поместите модель каждого изомера на диапроектор так что группы CHO и CH ₂ OH лежали на стекле и затем посмотрел на изображения этих моделей, которые будут проецироваться на экране.

прогнозов Фишера для некоторых из общие моносахариды приведены на рисунке ниже.

АЛДОЗ

КЕТОЗ

D-рибулоза D-фруктоза

Если углеродная цепь достаточно длинная, спирт на одном конце моносахарида может атаковать карбонил группа на другом конце с образованием циклического соединения.Когда образуется шестичленное кольцо, продукт реакции называется пиранозой , а показано на рисунке ниже.

Когда образуется пятичленное кольцо, оно называется фуранозой , показано на рисунке ниже.

Существуют две возможные структуры пиранозы и фуранозные формы моносахарида, которые называются a- и b-аномерами.

Реакции, приводящие к образованию пиранозы или фуранозы обратимы.Таким образом, не имеет значения, начнем ли мы с чистым образцом a-D-глюкопиранозы или b-D-глюкопираноза. В течение нескольких минут, эти аномеры взаимно превращаются, чтобы дать равновесную смесь что составляет 63,6% β-аномера и 36,4% a-аномера. 2: 1 предпочтение b-аномера может быть можно понять, сравнив структуры этих молекул, показанные ранее. В b-аномере все объемные заместители -OH или -CH ₂ OH лежат больше или менее в плоскости шестичленного кольца.В a-аномере одна из групп -OH является перпендикулярно плоскости шестичленного кольца, в области где он чувствует сильные силы отталкивания от атомов водорода которые лежат в аналогичных позициях по всему рингу. В результате b-аномер немного более стабилен, чем a-аномер.

Углеводы: Дисахариды и полисахариды

Дисахариды образуются путем конденсации пары моносахаридов.Структуры трех важных дисахариды с формулой C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ показаны на рисунке ниже.

Мальтоза или солодовый сахар, образующийся при крахмале разлагается, является важным компонентом ячменного солода, используемого для варить пиво. Лактоза , или молочный сахар, представляет собой дисахарид. содержится в молоке. У совсем маленьких детей есть особый фермент, известный как лактаза, которая помогает переваривать лактозу.По мере взросления многие люди теряют способность переваривать лактозу и не переносят молоко или молочные продукты. Потому что в грудном молоке вдвое больше лактоза как молоко от коров, у маленьких детей, у которых вырабатывается лактоза непереносимость во время кормления грудью переносится на коровье молоко или синтетическая смесь на основе сахарозы.

Вещество, которое большинство людей называют «сахаром», — это дисахарид сахароза , который экстрагируется либо из сахарный тростник или свекла.Сахароза — самая сладкая из дисахариды. Он примерно в три раза слаще мальтозы и в шесть раз слаще лактозы. В последние годы сахароза была заменен во многих коммерческих продуктах кукурузным сиропом, который получается при расщеплении полисахаридов в кукурузном крахмале. Кукурузный сироп — это в первую очередь глюкоза, сладкая примерно на 70%. как сахароза. Фруктоза, однако, примерно в два с половиной раза больше, чем сладкий, как глюкоза. Таким образом, коммерческий процесс был разработан, который использует фермент изомеразу для преобразования около половины глюкоза в кукурузном сиропе превращается во фруктозу (см. практическую задачу 4).Этот кукурузный подсластитель с высоким содержанием фруктозы такой же сладкий, как и сахароза, и нашел широкое применение в безалкогольных напитках.

Моносахариды и дисахариды представляют собой лишь небольшую доля от общего количества углеводов в натуральном Мир. Основная масса углеводов в природе присутствует как полисахариды , которые имеют относительно большие молекулярные массы. Полисахариды служат двум основным направлениям. функции. Они используются как растениями, так и животными для хранения глюкоза как источник пищевой энергии в будущем, и они обеспечивают некоторую механической структуры клеток.

Очень немногие формы жизни получают постоянный запас энергии из своего окружения. Чтобы выжить, растения и животные клетки должны были разработать способ хранения энергии во время много, чтобы выжить в последующие времена нехватки. Растения хранят пищевую энергию в виде полисахаридов, известных как крахмал . Существует два основных вида крахмала: амилоза и амилопектин. Амилоза содержится в водорослях и других низших формах растений.Это линейный полимер примерно из 600 остатков глюкозы структуру которого можно предсказать, добавив a-D-глюкопиранозу кольца до структуры мальтозы. Амилопектин — это доминирующая форма крахмала у высших растений. Это разветвленный полимер около 6000 остатков глюкозы с разветвлениями по 1 дюйм каждые 24 кольца глюкозы. Небольшая часть структуры амилопектин показан на рисунке ниже.

Амилоза n = 1000-6000

Полисахарид, используемый животными для кратковременного хранения. пищевой энергии известен как гликоген .Гликоген имеет почти та же структура, что и амилопектин, с двумя небольшими отличиями. Молекула гликогена примерно в два раза больше амилопектина, и у него примерно в два раза больше ветвей.

Есть преимущество у разветвленных полисахаридов, таких как амилопектин и гликоген. В периоды нехватки ферменты атакуют один конец полимерной цепи и отрезают глюкозу молекулы, по одной. Чем больше веток, тем больше очков который фермент атакует полисахарид.Таким образом, весьма разветвленный полисахарид лучше подходит для быстрого высвобождения глюкоза, чем линейный полимер.

Полисахариды также используются для формирования стенок растений и бактериальные клетки. Клетки, не имеющие клеточной стенки, часто ломаются открываться в растворах с слишком низкой концентрацией солей (гипотонический) или слишком высокий (гипертонический). Если ионная сила раствор намного меньше ячейки, осмотическое давление заставляет воду проникать в клетку, чтобы привести систему в равновесие, что вызывает взрыв ячейки.Если ионная сила раствор слишком высок, осмотическое давление вытесняет воду из ячейка, и ячейка разрывается при сжатии. Клеточная стенка обеспечивает механическую прочность, которая помогает защитить клетки растений которые живут в пресноводных прудах (слишком мало соли) или морской воде (тоже много соли) от осмотического шока. Клеточная стенка также обеспечивает механическая прочность, позволяющая растительным клеткам выдерживать вес других ячеек.

Самым распространенным структурным полисахаридом является целлюлоза.В клеточных стенках растений так много целлюлозы, что она самая распространенная из всех биологических молекул. Целлюлоза — это линейный полимер остатков глюкозы со структурой, которая напоминает амилозу больше, чем амилопектин, как показано на рисунок ниже. Разница между целлюлозой и амилозой может быть видно при сравнении показателей амилозы и целлюлоза. Целлюлоза образуется путем связывания b-глюкопиранозы кольца вместо а-глюкопиранозы кольца крахмала и гликогена.

Целлюлоза n = 5000 — 10 000

Заместитель -ОН, который служит первичным звеном между -глюкопиранозные кольца в крахмале и гликогене перпендикулярны плоскость шестичленного кольца. В результате кольца глюкопиранозы в этих углеводах образуют структуру, которая напоминает лестницу на лестничной клетке. Заместитель -ОН, который связывает b-глюкопиранозные кольца в целлюлоза лежит в плоскости шестичленного кольца.Этот Таким образом, молекула растягивается линейно. Это делает между -OH легче образовываться прочным водородным связям группы соседних молекул. Это, в свою очередь, придает целлюлозе жесткость, необходимая для того, чтобы он служил источником механических строение растительных клеток.

Целлюлоза и крахмал — отличный пример связи между структурой и функцией биомолекул. На рубеже века Эмиль Фишер предположил, что структура фермент соответствует веществу, на которое он действует, во многом так же, как подбираются замок и ключ.Таким образом, амилаза ферменты в слюне, которые разрушают α-связи между молекулами глюкозы в крахмале не может воздействовать на b-связи в целлюлозе.

Большинство животных не могут переваривать целлюлозу, потому что у них нет фермент, который может расщеплять b-связи между молекулами глюкозы. Поэтому целлюлоза в их рационе служит только клетчаткой или грубым кормом. Пищеварительный тракт некоторых животные, такие как коровы, лошади, овцы и козы, содержат бактерии которые имеют ферменты, которые расщепляют эти b-связи, чтобы эти животные могли переваривать целлюлозу.

Практическая задача 3 : Термиты привести пример симбиотических отношений между бактерии и высшие организмы. Термиты не могут переваривать целлюлоза в древесине, которую они едят, но их пищеварительная тракты заражены бактериями, которые могут. Предложить простой способ избавить дом от термитов, без убивать других насекомых, которые могут принести пользу. Нажмите здесь, чтобы проверить ваш ответ на практическую задачу 3

На протяжении многих лет биохимики считали углеводы тусклые, инертные соединения, заполнившие пространство между волнующими молекул в клетке белков. Углеводы были примесью, которую нужно было удалить, когда «очищающий» белок. Биохимики теперь признают, что большинство белков на самом деле гликопротеинов , в какие углеводы ковалентно связаны с белковой цепью.Гликопротеины играют особенно важную роль в формировании жестких клеточных стенок, окружающих бактериальные клетки.

---

.