Углеводы и их обмен

В результате изучения материала данной главы студент должен:

знать

• • определение, биологическую роль, принципы классификации углеводов;
• • карбонильные и циклические формы моносахаридов;
• • различия в строении восстанавливающих и невосстанавливающих углеводов и реакции для них;
• • строение дисахаридов, гомои гетерополисахаридов;
• • процессы, протекающие при переваривании и всасывания углеводов;
• • основные этапы промежуточного обмена углеводов (дихотомический и аиотомичсский пути окисления глюкозы, брожение углеводов, биосинтез олигои полисахаридов);
• • вопросы регуляции и патологии углеводного обмена;

уметь

• • описывать химические свойства моно-, дии полисахаридов;
• • объяснять динамические превращения углеводов в процессе обмена веществ с помощью уравнений реакций;

владеть

• • ходом проведения опытов, обнаруживающих углеводы и их производные в различных биологических средах;
• • методами определения массовой доли углеводов в различных биологических жидкостях и пищевых продуктах.

Углеводы получили свое название потому, что большинство из них обладает молекулярной формулой C_v(H₂0)_y/, т. е. буквально — это гидраты углерода. Хотя для многих производных углеводов, например для аминоили дезоксисахаров, эта формула не приемлема, она наглядно иллюстрирует состав простых углеводов, которые синтезируются растительными организмами из С0₂ и Н₂0. Этот процесс катализируется растительным пигментом хлорофиллом и называется фотосинтез, так как протекает с использованием квантов солнечного света. Он описывается простой схемой:

Поглощенная солнечная энергия запасается в химических связях углеводов и используется в дальнейшем разными организмами для своей жизнедеятельности.

Углеводы часто называют сахарами, так как многие из них сладкие на вкус.

Углеводы выполняют энергетическую, структурную, защитную, гемостатическую, опорную, обезвреживающую и другие функции. Чтобы понять, как им удастся проявлять такое биохимическое разнообразие, следует разобраться в строении молекул углеводов и их основных свойствах.

Углеводы, поступающие с продуктами, обычно подразделяют на три группы, но числу структурных единиц (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Классификация пищевых углеводов по числу моносахаридных остатков.

Mono- и дисахариды, состоящие из одного или двух углеводных остатков соответственно, имеют сладкий вкус и растворимы в воде. Они содержатся в ягодах, фруктах, овощах, соках, меде, молоке и молочных продуктах, кондитерских изделиях.

В молекулах полисахаридов содержатся сотни и тысячи моносахаридных остатков. Крахмал и гликоген состоят из а-глюкозы. Крахмал есть в составе злаковых, хлеба, макарон, картофеля. Гликоген называют «животным крахмалом», так как он синтезируется в печени и мышцах животных и человека. Клетчатка образована р-глюкозой. Клетчаткой богаты овощи и фрукты.