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
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
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
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
Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ]
автора
Лернер Георгий Исаакович
Из книгиНовейшая 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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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?
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!
Органические вещества. Углеводы. Белки | Параграф 2. 5
«Биология. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы». В.И. Сивоглазов (гдз)
Вопрос 1. Какие химические соединения называют углеводами?
Углеводы — большая группа органических соединений, входящих в состав живых клеток. Термин «углеводы» введен впервые отечественным ученым К.Шмидтом в середине прошлого столетия (1844 г.). В нем отражены представления о группе веществ, молекула которых отвечает общей формуле: Сn(Н2О)n -углерод и вода.
Углеводы принято делить на 3 группы: моносахариды (например, глюкоза, фруктоза, манноза), олигосахариды (включают от 2 до 10 остатков моносахаридов: сахароза, лактоза), полисахариды (высокомолекулярные соединения, например, гликоген, крахмал).
Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток: сложный полисахарид хитин — главный структурный компонент наружного скелета членистоногих. Строительную функцию хитин выполняет и у грибов. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается
17,6 кДж энергии. Крахмал у растенийй и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служит энергетическим резервом.
Именно углеводы древних живых существ (прокариотов и растений) стали основой для образования ископаемого топлива — нефти, газа, угля.
Вопрос 2. Что такое моно- и дисахариды? Приведите примеры.
Моносахариды — это углеводы, количество атомов углерода (n) в которых относительно невелико (от 3 до 6—10). Моносахариды обычно существуют в циклической форме; наиболее важны среди них гексозы
(n = 6) и пентозы (n = 5). К гексозам относится глюкоза, кото¬nрая является важнейшим продуктом фотосинтеза растений и одним из основных источников энергии для животных; широко распространена также фруктоза — фруктовый сахар, придающий сладкий вкус плодам и меду. Пентозы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот. Тетрозы содержат 4 (n = 4), а триозы, соответственно, 3(n =3) атомов углерода. Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называют дисахаридом. Составные части (мономеры) дисахарида могут быть одинаковыми либо разными. Так, две глюкозы образуют мальтозу, а глюкоза и фруктоза — сахарозу. Мальтоза является промежуточным продуктом переваривания крахмала; Сахароза — тем самым сахаром, который можно купить в магазине.
Все они хорошо растворимы в воде и растворимость их значительно увеличивается с повышением температуры.
Вопрос 3. Какой простой углевод служит мономером крахмала, гликогена, целлюлозы?
Моносахариды, соединяясь друг с другом, могут образовывать полисахариды. Наиболее распространенные полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза) представляют собой длинные цепи особым образом соединенных молекул глюкозы. Глюкоза является гексозой (химическая формула С6Н12О6) и обладает несколькими —ОН — группами. За счет установления связей между ними отдельные молекулы глюкозы способны формировать линейные (целлюлоза) либо ветвящиеся (крахмал, гликоген) полимеры. Средний размер такого полимера — несколько тысяч молекул глюкозы.
Вопрос 4.Из каких органических соединений состоят белки?
Белки — высокомолекулярные полимерные органические вещества, определяющие структуру и жизнедеятельность клетки и организма в целом. Структурной единицей, мономером их биополимерной молекулы является аминокислота. В образовании белков принимают участие 20 аминокислот. В состав молекулы каждого белка входят определенные аминокислоты в свойственном этому белку количественном соотношении и порядке расположения в полипептидной цепи. Аминокислоты — органические молекулы, имеющие общий план строения: атом углерода, соединенный с водородом, кислотной группой (—СООН), аминогруппой
(—NН2) и радикалом. Разные аминокислоты (каждая имеет свое название) различаются лишь строением радикала. Аминокислоты — амфотерные соединения, соединяющиеся друг с другом в молекуле белка с помощью пептидных связей. Этим обусловлена их способность взаимодействовать друг с другом. Две аминокислоты соединяются в одну молекулу путем установления связи между углеродом кислотной и азотом основной групп (— NH — СО —) с выделением молекулы воды. Связь между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой ковалентная. В данном случае она называется пептидной связью.
Соединение двух аминокислот называется дипептидом, трех — трипептидом и т. д., а соединение, состоящее из 20 аминокислотных остатков и более, — полипептидом.
Белки, входящие в состав живых организмов, включают сотни и тысячи аминокислот. Порядок их соединения в молекулах белков самый разнообразный, чем и определяется различие их свойств.
Вопрос 5. Как образуются вторичная и третичная структуры белка?
Порядок, количество и качество аминокислот, входящих в состав молекулы белка, определяют его первичную структуру (например, инсулин). Белки первичной структуры могут с помощью водородных связей соединяться в спираль и образовывать вторичную структуру (например, кератин). Многие белки, например коллаген, функционируют в форме закрученной спирали. Полипептидные цепи, скручиваясь определенным образом в компактную структуру, образуют глобулу (шар), представляющую собой третичную структуру белка. Замена даже одной аминокислоты в полипептидной цепочке может привести к изменению конфигурации белка и к снижению или утрате способности к участию в биохимических реакциях. Большинство белков имеют третичную структуру. Аминокислоты активны только на поверхности глобулы.
Вопрос 6. Назовите известные вам функции белков.
Белки выполняют следующие функции:
• ферментативную (например, амилаза, расщепляет углеводы). Ферменты выполняют функцию катализаторов химических реакций и участвуют во всех биологических процессах.
• структурную (например, входят в состав мембран клетки). Структурные белки участвуют в образовании мембран и органоидов клетки. Белок коллаген входит в состав межклеточного вещества костной и соединительной ткани, а кератин является основным компонентом волос, ногтей, перьев.
• рецепторную (например, родопсин, способствует лучшему зрению).
• транспортную (например, гемоглобин, переносит кислород или диоксид углерода).
• защитную (например, иммуноглобулины, участвуют в образовании иммунитета).
• двигательную (например, актин, миозин, участвуют в сокращении мышечных волокон). Сократительная функция белков обеспечивает организму возможность двигаться посредством сокращения мышц.
• гормональную (например, инсулин, превращает глюкозу в гликоген). Белки-гормоны обеспечивают регуляторную функцию. Белковую природу имеет гормон роста (его избыток у ребенка приводит к гигантизму), гормоны, регулирующие работу почек, и др.
• энергетическую (при расщеплении 1 г белка выделяется 4,2 ккал энергии). Энергетическую функцию белки начинают выполнять при их избытке в пище либо, напротив, при сильном истощении клеток. Чаще мы наблюдаем, как пищевой белок, перевариваясь, расщепляется до аминокислот, из которых затем создаются белки, необходимые организму.
Вопрос 7. Что такое денатурация белка? Что может явиться причиной денатурации?
Денатурация — это утрата белковой молекулой своего нормального («природного») строения: третичной, вторичной и даже первичной структуры. При денатурации белковый клубок и спираль раскручиваются; водородные, а затем и пептидные связи разрушаются. Денатурированный белок не способен выполнять свои функции. Причинами денатурации являются высокая температура, ультрафиолетовое излучение, действие сильных кислот и щелочей, тяжелых металлов, органических растворителей. Примером денатурации служит варка куриного яйца. Содержимое сырого яйца жидкое и легко растекается. Но уже через несколько минут нахождения в кипятке оно меняет свою консистенцию, уплотняется. Причина — денатурация яичного белка альбумина: его клубковидные, растворимые в воде молекулы-глобулы раскручиваются, а затем соединяются друг с другом, образуя жесткую сеть.
При улучшении условий денатурированный белок способен восстановить свою структуру вновь, если не разрушается его первичная структура. Этот процесс называется ренатурацией.
Как работает еда — углеводы
Вы, наверное, слышали об «углеводах» и «сложных углеводах». Углеводы являются основным топливом для вашего тела. Ваше тело думает об углеводах, как двигатель автомобиля думает о бензине.
Самый простой углевод — глюкоза . Глюкоза, также называемая «сахар в крови» и «декстроза», течет в кровотоке, так что доступна каждой клетке вашего тела. Ваши клетки поглощают глюкозу и превращают ее в энергию, чтобы управлять клеткой. В частности, набор химических реакций на глюкозе создает АТФ (аденозинтрифосфат), а фосфатная связь в АТФ приводит в действие большинство механизмов в любой клетке человека. 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 — это простой сахар , а это значит, что для нашего языка он сладок. 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 атомыустроены несколько 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 являются моносахаридами и единственными углеводами, которые могут всасываться в кровоток через слизистую оболочку кишечника. Лактоза, сахароза и мальтоза являются дисахаридами (они содержат два моносахарида) и легко превращаются в свои моносахаридные основания ферментами в пищеварительном тракте. Моносахариды и дисахариды называют простыми углеводами . Это тоже сахар — все они сладкие на вкус. Все они быстро перевариваются и быстро попадают в кровоток. Когда вы смотрите на этикетку «Пищевая ценность» на упаковке продуктов и видите «Сахара» в разделе «Углеводы» на этикетке, эти простые сахара — это то, о чем этикетка говорит.
Есть также сложные углеводы , широко известные 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 попадет в кровоток в количестве примерно 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 …
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, со временем влияя на уровни различных гормонов в кровотоке.
Еще одна интересная вещь в этой цитате — упоминание об инсулине . Оказывается, инсулин невероятно важен для того, как организм использует глюкозу, которую обеспечивает пища. В функции инсулина являются:
- Чтобы глюкоза могла транспортироваться через клеточные мембраны
- Преобразование глюкозы в гликоген для хранения в печени и мышцах.
- Чтобы помочь избытку глюкозы превратиться в жир
- Чтобы предотвратить расщепление белков на энергию
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 важным источником энергии для вашего тела, у вашего тела есть много различных механизмов, обеспечивающих необходимый уровень глюкозы в кровотоке. Например, ваш организм хранит глюкозу в печени (в виде гликогена) и при необходимости может преобразовывать белок в глюкозу. Углеводы дают клеткам энергию, необходимую для выживания.
Для получения дополнительной информации об углеводах, глюкозе и инсулине перейдите по ссылкам в конце этой статьи.
Углеводы. Виды углеводов. Гликемический индекс. | steelbros.ru
Углеводы в продуктах питания.
Углеводы являются основным и легко доступным источником энергии для организма человека. Все углеводы представляют собой сложные молекулы состоящие из углерода(С), водорода(H) и кислорода(O), название происходит от слов «уголь» и «вода».
Из известных нам основных источников энергии, можно выделить три:
— углеводы ( до 2% запасов )
— жиры ( до 80% запасов )
— белки ( до 18% запасов )
Углеводы являются самым быстрым топливом, которое в первую очередь используется для производства энергии, но их запасы очень малы (в среднем 2% от общего объема) т.к. для их накопления требуется много воды (для задержки 1г углеводов нужно 4г воды), а для отложения жиров вода не требуется.
Основные запасы углеводов хранятся в организме в виде гликогена ( сложный углевод ). Большая его масса содержится в мышцах (около 70%), остальное в печени (30%).
Все остальные функции углеводов а так же их химическое строение вы можете узнать тут
Углеводы в продуктах питания, классифицируются следующим образом.
Виды углеводов.
Углеводы, в простой классификации делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые, в свою очередь состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и волокнистых.
Простые углеводы.
Моносахариды
Глюкоза («виноградный сахар», декстроза).
Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В организме человека глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания ( гипогликемическая кома ).
Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, земляника – 2,7%, слива – 2,5%, арбуз – 2,4%. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве – 2,6%, в белокочанной капусте – 2,6%, в моркови – 2,5%.
Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.
Фруктоза (фруктовый сахар).
Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина (гормон, который снижает уровень глюкозы в крови) проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» — глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.
Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.
Галактоза (разновидность молочного сахара).
Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу ( молочный сахар ) – основной углевод молока и молочных продуктов.
Олигосахариды
Сахароза (столовый сахар).
Сахароза – это дисахарид (углевод состоящий из двух компонентов), образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Самый распостраненный вид сахарозы это – сахар. Содержание сахарозы в сахоре – 99.5%, фактически сахар это чистая сахароза.
Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.
Лактоза (молочный сахар).
Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.
Галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, превращается в печени в глюкозу. При врожденном наследственном недостатке или отсутствии фермента, превращающего галактозу в глюкозу, развивается тяжелое заболевание — галактоземия, которая ведет к умственной отсталости.
Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.
Мальтоза (солодовый сахар).
Образуется при соединении двух молекул глюкозы. Содержится в таких продуктах как: солод, мед, пиво, патока, хлебобулочные и кондитерские изделия изготовленные с добавлением патоки.
Атлетам следует избегать приема глюкозы в чистом виде и продуктов богатых простыми сахарами в больших количествах, так как они запускают процесс образования жира.
Сложные углеводы.
Сложные углеводы состоят в основном из повторяющихся звеньев соединений глюкозы. (полимеры глюкозы)
Полисахариды
Растительные полисахариды (крахмал).
Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов, он представляет собой сложную цепочку, состоящую из глюкозы. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов. Крахмал — это сложный или «медленный» углевод, поэтому он является предпочтительным источником энергии как при наборе массы, так и при похудении. В желудочно-кишечном тракте крахмал поддается гидролизу (разложение вещества под действием воды) расщепляется на декстрины (фрагменты крахмала), а в итоге на глюкозу и уже в таком виде усваивается организмом.
Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе ( ядрице ) до 70% — в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» — 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 ( ржаная ) до 68% ( пшеничная высшего сорта ). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. А так же можно отметить не малое содержание крахмала в картофеле (15-18%).
Животные полисахариды (гликоген).
Гликоген — состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена. Когда уровень глюкозы в крови начинает снижаться (например при выполнении физических упражнений), организм с помощью ферментов расщепляет гликоген, в результате чего уровень глюкозы остается в норме и органы (в том числе, мышцы во время тренировки) получают достаточное ее количество для производства энергии. Гликоген откладывается главным образом в печени и мышцах.Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%). Общий запас гликогена составляет 100-120 г. В бодибилдинге имеет значение только тот гликоген, который содержится в мышечной ткани.
Волокнистые
Пищевая клетчатка ( неусваиваемые, волокнистые)
Пищевая клетчатка или пищевые волокна относится к питательным веществам, которые, подобно воде и минеральным солям, не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Пищевая клетчатка, которая содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Обычно она объединяется с другими питательными веществами.
Виды клетчатки.
Целлюлоза и Гемицеллюлоза
Целлюлоза присутствует в непросеянной пшеничной муке, отрубях, капусте, молодом горохе, зеленых и восковидных бобах, брокколи, брюссельской капусте, в огуречной кожуре, перцах, яблоках, моркови.
Гемицеллюлоза содержится в отрубях, злаковых, неочищенном зерне, свекле, брюссельской капусте, зеленых побегах горчицы.
Целлюлоза и гемицеллюлоза впитывают воду, облегчая деятельность толстой кишки. В сущности, они «придают объем» отходам и быстрее продвигают их по толстому кишечнику. Это не только предотвращает возникновение запоров, но и защищает от дивертикулеза, спазматического колита, геморроя, рака толстой кишки и варикозного расширения вен.
Лигнин
Данный тип клетчатки встречается в злаковых, употребляемых на завтрак, в отрубях, лежалых овощах ( при хранении овощей содержание лигнина в них увеличивается, и они хуже усваиваются ), а также в баклажанах, зеленых бобах, клубнике, горохе, редисе.
Лигнин уменьшает усваиваемость других волокон. Кроме того, он связывается с желчными кислотами, способствуя снижению уровня холестерина, и ускоряет прохождение пищи через кишечник.
Камеди и Пектин
Камеди содержится в овсяной каше и других продуктах из овса, в сушеных бобах.
Пектин присутствует в яблоках, цитрусовых, моркови, цветной и кочанной капусте, сушеном горохе, зеленых бобах, картофеле, землянике, клубнике, фруктовых напитках.
Камеди и пектин влияют на процессы всасывания в желудке и тонком кишечнике. Связываясь с желчными кислотами, они уменьшают всасывание жира и снижают уровень холестерина. Задерживают опорожнение желудка и, обволакивая кишечник, замедляют всасывание сахара после приема пищи, что полезно для диабетиков, так как снижает необходимую дозу инсулина.
Зная виды углеводов, и их функции, возникает следующий вопрос –
Какие углеводы и сколько употреблять в пищу ?
В большинстве продуктов основным составляющим являются углеводы, поэтому с их получением из пищи ни каких проблем возникнуть не должно, поэтому в суточном рационе большинства людей основную часть составляют именно углеводы.
У углеводов, которые попадают в наш организм с пищей, существует три пути метаболизма:
1) Гликогенез (поступившая сложностаставная углеводная пища в наш желудочно-кишечный тракт расщепляется на глюкозу, а затем запасается в виде сложных углеводов – гликогена в клетках мышц и печени, и используется как резервный источник питания, когда концентрация глюкозы в крови низкая)
2) Глюконеогенез (процесс образования в печени и корковом веществе почек (около 10%) — глюкозы, из аминокислот, молочной кислоты, глицерина)
3) Гликолиз (расщепление глюкозы и других углеводов с выделением энергии)
Метаболизм углеводов в основном определяется наличием глюкозы в кровотоке, этого важного и универсального источника энергии в организме. Наличие же глюкозы в крови, зависит от последнего приема и питательного состава пищи. То есть если вы недавно позавтракали, то концентрация глюкозы в крови будет высокой, если продолжительное время воздерживаетесь от еды – низкой. Меньше глюкозы – меньше энергии в организме, это очевидно, вот почему на голодный желудок ощущается упадок сил. В то время, когда содержание глюкозы в кровотоке низкое, а это очень хорошо наблюдается в утренние часы, после продолжительного сна, в течении которого вы ни как не поддерживали уровень имеющейся глюкозы в крови порциями углеводной пищи, запускается подпитка организма в состоянии голодания с помощью гликолиза — 75%, и на 25% с помощью глюконеогенеза, то есть расщеплением сложных запасенных углеводов, а так же аминокислот, глицерина и молочной кислоты.
Так же, не мало важное значение в регулировании концентрации глюкозы в крови оказывает гормон поджелудочной железы – инсулин. Инсулин транспортный гормон, он разносит излишки глюкозы в клетки мышц и другие ткани организма, тем самым регулируя максимальный уровень глюкозы в крови. У людей склонных к полноте, которые не следят за своей диетой, излишки поступающих с пищей углеводов в организм инсулин преобразует в жир, в основном это характерно для быстрых углеводов.
Что бы выбрать правильные углеводы из всего разнообразия пищи используется такое понятие как – гликемический индекс.
Гликемический индекс – это скорость всасывания поступаемых с пищей углеводов в кровоток и инсулиновая реакция поджелудочной железы. Он показывает влияние продуктов на уровень сахара в крови. Этот индекс измеряется по шкале от 0 до 100, зависит от видов продуктов, разные углеводы по разному усваиваются, какие то быстро, и соответственно у них будет гликемический индекс высокий, какие то медленно, эталоном быстрого всасывания, является чистая глюкоза, у нее гликемический индекс равен 100.
ГИ продукта зависит от некоторых факторов:
— Вид углеводов (простые углеводы обладают высоким ГИ, сложные – низким)
— Количество клетчатки (чем ее больше в пище, тем ниже ГИ)
— Способ обработки продуктов (например при тепловой обработке повышается ГИ)
— Содержание жиров и белков (чем больше их в пище, тем ниже ГИ)
Существуют множество различных таблиц определяющих гликемический индекс продуктов, вот одна из них:
Таблица гликемических индексов продуктов позволяет вам принимать правильные решения, выбирая, какие продукты включить в ваш дневной рацион, а какие сознательно исключить.
Принцип простой: чем выше гликемический индекс, тем реже включайте такие продукты в ваш рацион. И наоборот, чем ниже гликемический индекс, тем чаще употребляйте в пищу такие продукты.
Однако быстрые углеводы нам тоже пригодятся в таких важных приемах пищи как:
— с утра (после продолжительного сна концентрация глюкозы в крови очень низкая, и ее необходимо восполнить как можно быстрее, что бы не дать организму получать необходимую энергию для жизнедеятельности с помощью аминокислот, путем разрушения мышечных волокон)
— и после тренировки (когда затраты энергии на интенсивный физический труд значительно снижают концентрацию глюкозы в крови, после тренировки идеальный вариант принимать быстрее углеводы, для максимально быстрого восполнения их и препятствию катаболизма)
Сколько употреблять углеводов?
В бодибилдинге и фитнесе углеводы должны составлять не меньше 50% от всех питательных веществ ( естественно мы не рассматриваем «сушку» или похудение ).
Существует масса причин для того, чтобы нагрузить себя большим количеством углеводов, в особенности если речь идет о цельных, необработанных продуктах. Однако в первую очередь вы должны понимать, что у способности организма накапливать их существует некий предел. Представьте себе бензобак: он может вместить в себя лишь определенное количество литров бензина. Если вы попробуете влить в него больше, лишний неизбежно прольется. Как только запасы углеводов преобразовались в необходимое количество гликогена, печень начинает перерабатывать их излишки в жир, который затем хранится под кожей и в других частях тела.
Объем мышечного гликогена, который вы можете хранить, зависит от степени вашей мышечной массы. Подобно тому, как одни бензобаки бывают больше других, отличаются и мышцы у разных людей. Чем вы мускулистее, тем большее количество гликогена может хранить ваш организм.
Чтобы убедиться в том, что вы получаете правильное количество углеводов — не больше положенного, — подсчитайте свое суточное их потребление по следующей формуле. Для наращивания мышечной массы в сутки вам следует принимать —
7г углеводов на килограмм собственного веса (умножьте свой вес в килограммах на 7).
Подняв уровень потребления углеводов до необходимого, вы должны добавить дополнительную силовую нагрузку. Обильное количество углеводов при занятиях бодибилдингом обеспечит вас большей энергией, позволяющей заниматься интенсивнее и дольше и достигать лучших результатов.
Рассчитать свой дневной рацион можно подробней изучив эту статью тут
Углеводы — обзор | Темы ScienceDirect
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, нерастворимы 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 по своим гликозидным связям. 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.
Произошла ошибка при настройке 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, используйте 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 файлах cookie 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.
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 или кетоны или соединения, которые могут быть расщеплены 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
- Это углевод, потому что молекула содержит функциональную альдегидную группу с группами ОН на двух других атомах углерода.
- Это не углевод, потому что молекула не содержит функциональную группу альдегида или кетона.
- Это углевод, потому что молекула содержит кетонную функциональную группу с группами ОН на двух других атомах углерода.
- Это не углевод; хотя он имеет кетоновую 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 собрать и съесть 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 имеют две моносахаридные единицы, трисахаридные молекулы имеют три единицы и так далее. Цепи с множеством соединенных вместе моносахаридных звеньев 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.
Резюме
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
-
Почему фотосинтез важен?
-
Определите различия между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами.
Ответы
-
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.
-
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 единиц.
Упражнения
-
Когда водный раствор трегалозы нагревается, на каждую молекулу трегалозы образуются две молекулы глюкозы. Является ли трегалоза моносахаридом, дисахаридом или полисахаридом?
-
При нагревании водного раствора арабинозы другие молекулы не образуются. Арабиноза — это моносахарид, дисахарид или полисахарид?
Ответ
-
Трегалоза является дисахаридом, потому что она гидролизуется до двух молекул глюкозы (моносахарида).
Classici Stranieri — Библиотека, свободная мультимедийная, легальная и бесплатная. Omnia sunt communia! Мы не Либер, мы свободны.
10 просмотров всего, 10 просмотров сегодня
Всего просмотров 10, сегодня просмотров 10 Статическая Википедия: Italiano –Inglese — Francese — Spagnolo — Tedesco — Portoghese Olandese — Polacco — Russo — Turco — Svedese — […]
Continua a leggere
30 просмотров всего, 11 просмотров сегодня
Всего просмотров 30, сегодня просмотров 11 Соно в линии статической Википедии 2008 (одиночный текст, niente imagini) на африкаанс и суахили.Potete trovarle ai seguenti […]
Continua a leggere
1012 просмотров всего, сегодня 6 просмотров
Всего просмотров 1012, сегодня просмотров 6 Esprimiamo la nostra più complete e sentita solidarietà agli amici del Project Gutenberg per l’oscuramento subito sul territorio italiano, su solutione […]
Continua a leggere
всего просмотров 37, сегодня просмотров 8
Всего просмотров 37, сегодня 8 просмотров от: BBC News Фотография Стива Лиддиарда с маяком Уайтфорд-Пойнт на полуострове Гауэр была названа абсолютным победителем.
Continua a leggere
31 просмотров всего, 11 просмотров сегодня
Всего просмотров 31, сегодня 11 просмотров от: BBC News Осман Кавала не был осужден, но его задержание поставило лидера Турции на встречный курс.
Continua a leggere
всего просмотров 26, сегодня просмотров 9
Всего просмотров 26, сегодня 9 просмотров Во время работы над сериалом «Возвращайся» о Beatles режиссер узнал о разочаровании «Великолепной четверки».
Continua a leggere
просмотров всего 25, просмотров сегодня 8
Всего 25 просмотров, 8 просмотров сегодня Газеты в четверг сообщают о гибели 27 человек, направлявшихся в Великобританию через Ла-Манш.
Continua a leggere
23 просмотров всего, сегодня 7 просмотров
Всего просмотров 23, сегодня 7 просмотров Футболист сборной Англии будет одним из семи традиционных приглашенных редакторов в праздничный период.
Continua a leggere
всего просмотров 27, сегодня просмотров 9
Всего просмотров 27, сегодня просмотров 9 Группа сверстников призывает правительство отменить Закон о бродяжничестве, который квалифицирует сон как уголовное преступление […]
Continua a leggere
всего просмотров 17, сегодня просмотров 6
Всего просмотров 17, сегодня просмотров 6 Женщины на уроках крав-мага объясняют, почему они пошли на уроки самообороны в этом году.
Continua a leggere
всего просмотров 17, сегодня просмотров 6
Всего 17 просмотров, 6 просмотров сегодня Корреспондент BBC Абдужалил Абдурасулов посещает восточную Украину, в то время как солдаты рассматривают военное присутствие России на соседней границе.
Continua a leggere
20 просмотров всего, 8 просмотров сегодня
Всего 20 просмотров, 8 просмотров сегодня «Манчестер Сити» обыграл «Пари Сен-Жермен», и с Маурисио Почеттино, изо всех сил пытающимся навязать свой стиль, разговор о «Манчестер Юнайтед» не состоится […]
Continua a leggere
просмотров всего 23, сегодня просмотров 8
Всего просмотров 23, сегодня 8 просмотров от: BBC News Велосипедные заводы Португалии были очень загружены с апреля 2020 года, поскольку популярность велоспорта резко возросла.
Continua a leggere
всего просмотров 17, сегодня просмотров 6
Всего просмотров 17, сегодня 6 просмотров Финал Кубка Дэвиса готовится к переезду в Абу-Даби по пятилетнему соглашению, которое будет подписано […]
Continua a leggere
всего просмотров 17, сегодня просмотров 6
Всего просмотров 17, просмотров сегодня 6 Дэвид Р. Чан за несколько десятилетий обедал в 8000 китайских кафе и узнал о себе и Америке. от: BBC News
Continua a leggere
просмотров всего 19, просмотров сегодня 8
Всего просмотров: 19, просмотров сегодня: разминка сборной Англии Ashes в Брисбене отменена из-за дождя, когда в последний день не было выброшено ни одного мяча.[…]
Continua a leggere
21 просмотров всего, 8 просмотров сегодня
Всего просмотров 21, сегодня 8 просмотров Ахмауд Арбери умер в результате «современного линчевания» — местные жители говорят, что призрак расизма присутствует всегда. от: BBC News
Continua a leggere
17 просмотров всего, 6 просмотров сегодня
Всего просмотров 17, просмотров сегодня «Реал Мадрид» 25-й год подряд выходит в плей-офф Лиги чемпионов, одержав комфортную победу над тираспольским «Шерифом».с: […]
Continua a leggere
всего просмотров 17, сегодня просмотров 6
Всего просмотров 17, сегодня 6 просмотров Энергетическая компания, обслуживающая 1,7 миллиона клиентов, находится в особой форме управления.
Continua a leggere
24 просмотров всего, 8 просмотров сегодня
Всего просмотров 24, просмотров сегодня 8 Английский футбол нуждается в независимом регуляторе, чтобы остановить его «катание от кризиса к кризису», — говорит председатель обзора, проводимого болельщиками […]
Continua a leggere
536 просмотров всего, 525 просмотров сегодня
Всего просмотров 536, сегодня 525 просмотров от: BBC News «Манчестер Сити» продвигается к последним 16 в Лиге чемпионов в качестве победителей групп, придя сзади […]
Continua a leggere
Номенклатура углеводов (основы) — Репетитор по органической химии
Хотя углеводы на самом деле ничем не отличаются от других органических молекул, у них есть своя собственная номенклатура углеводов.В основном это результат исторических названий, данных многим сахарам. И, как показывает история, эти имена как бы прижились и стали «нормой», которую вам теперь нужно знать на экзаменах.
Поскольку все углеводы имеют одну и ту же общую молекулярную формулу, C n (H 2 O) m , мы собираемся сосредоточиться на следующих структурных аспектах молекул:
- Размер молекулы: сколько атомов углерода в молекуле
- Тип функциональных групп в молекуле: альдегид или кетон в дополнение к спиртам
- Открытая цепь против циклической структуры
Именование Углеводная длина
Самый простой углевод имеет 3 атома углерода.Мы используем греческие цифры для обозначения числа, также известного как три-, тетра-, пента-, гекса-, и добавляем окончание -оза , чтобы обозначить, что это углевод. Например, триоза — это углевод с 3 атомами углерода, а гексоза — это углевод с 6 атомами углерода в молекуле. Например, глюкоза является примером гексозы, потому что она имеет шесть атомов углерода в молекуле.
Однако такое название не раскрывает нам точную природу молекулы. Например, существует 24 различных гексозы (12 из которых существуют в природе).В этот список входят глюкоза, галактоза, фруктоза, манноза и т. Д. Поэтому, когда я говорю, что мы имеем дело с гексозой, это не имеет большого значения, за исключением того факта, что в молекуле содержится 6 атомов углерода.
Определение основной функциональной группы углеводов
Сахар или углеводы имеют две основные функциональные группы: альдегид или кетон (оба вместе называются карбонилами) и функциональную группу спирта. Углеводы обычно имеют несколько функциональных групп спирта, поэтому мы никогда не зацикливаемся на них.Однако сахара будут иметь только одну функциональную группу альдегида ИЛИ одну кетонную группу. Мы указываем это в названии, добавляя префикс aldo — или keto — к названию углевода. Как нетрудно догадаться, альдо- идет вместе с альдегидом, а кето- с кетонсодержащими углеводами.
Вот несколько примеров альдоз:
Примеры альдоз
Как вы можете видеть из этих примеров, мы начинаем название с того, что говорим, что молекула является альдегидом, с использованием префикса aldo-.Затем мы говорим, сколько атомов углерода содержится в молекуле. И мы заканчиваем добавлением окончания -ose, чтобы указать, что мы имеем дело с углеводом.
Мы можем сделать то же самое с кетозом. Поскольку кетозы содержат кетоновую функциональную группу, очевидно, что она не может находиться в начале цепи. Наиболее распространенные кетозы имеют кетоновую функциональную группу на втором атоме углерода в цепи.
Примеры кетозов
Номенклатура кетозов следует тем же принципам, что и альдозы: вы начинаете с слова кето-, чтобы указать функциональную группу.Затем скажите, сколько атомов углерода в молекуле, и добавьте -озу, чтобы обозначить углевод.
Стереохимия углеводов
Углеводы имеют несколько стереоцентров. Самый простой, глицеральдегид, имеет только один. Однако по мере того, как вы переходите к более сложным углеводам, вы получаете все больше и больше стереоцентров. Итак, для такой молекулы, как глюкоза, у вас есть 4 хиральных атома углерода. Это означает, что в глюкозе всего 16 стереоизомеров! Количество стереоизомеров = 2 n , где «n» — количество хиральных центров.У каждой из этих молекул есть собственное уникальное имя! Однако большинство инструкторов не требуют от вас запоминания всех структур. Тем не менее, неплохо было бы сохранить в памяти несколько наиболее распространенных. Такими обычными углеводами являются глюкоза, манноза, галактоза и фруктоза. Вы будете постоянно видеть их в биологических путях (особенно в глюкозе), поэтому вам станет легче, если вы сможете их распознать.
Конфигурации D и L
Один из аспектов стереохимии, который мы все же уточняем, — это конфигурация последнего хирального углерода в цепи.Для этого мы используем буквы D и L . Почему бы не придерживаться старых добрых R и S? Из-за традиционного соглашения об именах, существовавшего до системы Кана-Ингольда-Прелога. Как я уже упоминал ранее, углеводы, как и многие биомолекулы, были известны довольно давно и приобрели свою собственную систему именования, которая застряла с нами. Конфигурация D и L относится к последнему хиральному углероду в молекуле:
Конфигурации D и L назначаются на основе самого низкого хирального углерода в проекции Фишера.
Молекуле с группой -ОН справа приписана D-конфигурация.Точно так же молекула с группой -ОН слева имеет L-конфигурацию.
Назначение конфигурации D&L
Буквы означают следующее: «D» означает «правовращающую» молекулу, а «L» означает «левовращающую» молекулу. Конфигурации D и L ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НЕ соответствуют вращению плоскополяризованного света! Это соотношение справедливо ТОЛЬКО для глицеральдегида. D-сахар может быть как (+), так и (-), аналогично L-сахар может быть любым. Также как R и S, D и L — это просто способ, которым мы называем молекулы, и они не имеют никакого отношения к реальным физическим свойствам.
Все биологически релевантные углеводы имеют D-конфигурацию.
Как D и L соотносятся с R и S?
Строгие правила IUPAC всегда требуют конфигурации R и S для стереоцентров. Если вам когда-либо понадобится присвоить R и S углеводу, во-первых, вы должны помнить, что в проекции Фишера все вертикальные линии — это «тире», а все горизонтальные линии — «тире».
Давайте назначим R и S глицеральдегиду:
R и S для D и L глицеральдегида
Как правило, вы можете помнить, что сахара D — это R, а L сахара — это S.Однако помните, что этот ярлык работает только для обычных сахаров с открытой цепью. Итак, убедитесь, что вы действительно знаете, как назначать R и S.
ВАЖНО: D и L углеводы — это энантиомеры .
Очень распространенное заблуждение, что разница между сахарами D и L заключается только в стереохимии последнего углерода. ЭТО НЕПРАВИЛЬНО! Одноименные сахара D и L на самом деле являются энантиомерами и друг друга.
Разница между сахарами D и L
Пример выше иллюстрирует эту точку зрения.Если мы посмотрим на D- и L-ксилозу, они представляют собой несовмещаемые зеркальные изображения, то есть энантиомеры. Однако, если вы измените только последний стереоцентр в D-ксилозе, вы получите L-арабинозу, а НЕ L-ксилозу. Стереоизомеры, которые отличаются только одной конфигурацией стереоцентра, называются эпимерами . Таким образом, D-ксилоза и L-арабиноза являются C4-эпимерами, поскольку они различаются по 4-му атому углерода.
Циклические формы углеводов
Номенклатура углеводов также включает названия циклических форм.Поскольку углеводы содержат карбонильные и спиртовые функциональные группы, они могут образовывать внутримолекулярные (циклические) полуацетали. Для этого углевод должен быть как минимум тетрозой, поэтому для более мелких углеводов не существует внутримолекулярных циклических форм.
Вот пример того, как обычная сахарная D-галактоза образует две разные циклические формы:
Циклизация галактозы с образованием двух разных циклических продуктов
Когда -ОН на 4-м атоме углерода участвует в циклизации, вы получаете 5-членное кольцо.Когда 5-й атом углерода обеспечивает -ОН, вы получаете 6-членное кольцо. По аналогии с обычными кислородсодержащими гетероциклическими соединениями фуран и пиран, 5-членные кольца называются фуранозами, а 6-членные кольца — пиранозами.
Есть целый процесс этого равновесия и процесс преобразования между открытой и циклической формами. Однако эта статья посвящена номенклатуре, поэтому я расскажу о преобразовании между конформациями Фишера, Хаворта и стула в другой раз.
Прогнозы Хауорта
Мы часто используем специальные рисунки для изображения циклических форм углеводов. Мы называем их проекциями Хаворта или формами. По сути, проекция Хауорта представляет собой циклическую структуру с традиционно углеродным №1 справа и нижней частью структуры, ориентированной на наблюдателя.
Проекции Хаворта для фуранозы (слева) и пиранозы (справа)
C1 в циклическом углеводе называется аномерным углеродом .Этот углерод раньше был углеродом C = O в структуре с открытой цепью до циклизации. Аномерный углерод особенный, потому что он не имеет заданной стереохимии и может быть в α-форме или β-форме. Α- и β-формы определяются как транс- или цис-изомеры циклических углеводов, где мы смотрим на аномерный -ОН и углерод №5 или №6 для фураноз или пираноз соответственно.
α- и β-формы фуранозов и пиранозов
Стереохимия других атомов углерода в молекуле не имеет значения.
Это в значительной степени обобщает номенклатуру углеводов и основные термины, которые вам нужно знать, чтобы пройти тесты. Сообщите мне, если в комментариях ниже вы хотите увидеть больше примеров или похожих сообщений!
Биомолекул — Углеводы — LHS CNS-Chemistry (Термин A)
Углеводы — самые распространенные биологические соединения. Подсчитано, что более 50% общего содержания углерода на Земле присутствует в форме углеводных соединений. Термин «гидрат углерода» впервые был использован еще в 1800-х годах, когда было обнаружено, что соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в этих молекулах составляет 1 атом углерода, 2 атома водорода и 1 атом кислорода, или его поместили в химическую формулу CH . 2 О.Название углевод происходит от углерода (углевод-) и воды H 2 O (-гидрат). Чаще в обществе углеводы называют сахарами. Это отражает тот факт, что углеводы являются натуральными сладостями
Углеводы часто используются живыми существами для двух основных целей. Они используются как источник энергии или форма хранения, а также как структурный компонент. Углеводы можно использовать в качестве источника энергии, потому что большинство клеток могут преобразовывать простые углеводы в энергию, которая может быть использована клеткой.Живые существа также используют углеводы как средства хранения для будущего использования. Более крупные молекулы углеводов также могут использоваться живыми организмами для создания физических структур. У растений и бактерий углеводы являются основным компонентом клеточной стенки.
Моносахариды
Самыми простыми углеводами являются моносахариды. Два наиболее распространенных моносахарида — это глюкоза (также называемая декстрозой) и фруктоза. Моносахариды — это фундаментальные единицы или строительные блоки, из которых состоят другие углеводы.
Моносахариды обычно имеют цепочку атомов углерода, соединенных вместе, называемую «углеродным остовом». Число атомов углерода в цепи — это способ, которым биохимики классифицируют моносахариды. Есть 3 группы моносахаридов. Триозы — это моносахариды с трехуглеродным каркасом. Их также называют трехуглеродными сахарами. Сахара с 5-углеродной основой известны как пентозы (5-углеродные сахара). 6-углеродные сахара известны как гексозы. различия основаны на количестве атомов углерода.Все 3 углеродных сахара имеют одинаковую химическую формулу C 3 H 6 O 3 . Все 5-углеродные сахара имеют формулу C 5 H 10 O 5 . 6-углеродные сахара все C 6 H 12 O 6 .
Примеры 6-углеродных сахаров (гексоз)
Глюкоза («сахар в крови») является наиболее распространенным моносахаридом в организме человека. Глюкоза — это 6-углеродный сахар. Это химическое «топливо», которое переносится с кровотоком в ткани в качестве источника энергии для метаболизма.Другие углеводы, которые усваиваются человеческим организмом, должны быть преобразованы в глюкозу, прежде чем организм сможет расщепить ее для получения энергии. Фруктоза — самый распространенный углевод во фруктах. Мед — это смесь глюкозы и фруктозы в соотношении 1: 1. Хотя глюкоза и фруктоза имеют одну и ту же молекулярную формулу, их структуры и свойства различны. Фруктоза — самый сладкий сахар — примерно на 30% слаще на грамм сахарозы (столовый сахар) и широко используется как менее калорийный и более дешевый, чем столовый сахар.Многие безалкогольные и морсы подслащены «кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы».
Рибоза и дезоксирибоза являются пентозными сахарами. Эти сахарные сахара являются важной частью нуклеиновых кислот. Это сахара, содержащиеся в нуклеотидах, образующих нуклеиновые кислоты. Рибоза содержится в РНК, а дезоксирибоза — в ДНК.
Дисахариды
Когда два моносахарида связаны вместе, образуется дисахарид. Процесс соединения двух моносахаридов вместе удаляет атом водорода и кислород, связанный с водородом (-ОН).Этот процесс называется дегидратационным синтезом, потому что атомы, удаленные из сахаров, связываются с образованием воды. Существует 3 распространенных дисахарида: лактоза, сахароза и мальтоза. Дисахариды, как и моносахариды, растворимы в воде, но они слишком велики, чтобы проходить через клеточную мембрану путем диффузии.
Лактоза — это дисахарид, состоящий из молекул глюкозы и галактозы, связанных вместе. Лактоза (так называемый «молочный сахар») составляет около 4-5% коровьего молока. Для переваривания лактозы необходим специфический фермент, называемый лактазой.Фермент разрывает связи, соединяющие два моносахарида. Говорят, что люди, у которых отсутствует этот фермент, «не переносят лактозу», они не могут переваривать молоко или молочные продукты, такие как мороженое, сыр или йогурт.
Сахароза, или столовый сахар, представляет собой дисахарид, состоящий из глюкозы и моносахарида фруктозы, соединенных вместе. Его собирают из сахарной банки или сахарной свеклы, его также называют консервным сахаром. Это широко используемый рафинированный сахар в типично западной диете. расщепляется в тонком кишечнике во время пищеварения с образованием более мелких моносахаридов, которые могут проникать в кровь и через клеточные мембраны в клетки.
Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы. Мальтоза — это сахар, который используется в солодовых молочных коктейлях и конфетах из солодового молока. Мальтоза содержится в основном в растениях, особенно в прорастающих семенах. Эти прорастающие семена берут больше углеводов и расщепляют их на мальтозу. Пивовары и производители спиртных напитков используют проросшие семена ячменя и извлекают мальтозу для варки пива и изготовления спиртных напитков виски, бурбона или скотча.
Полисахариды
Полисахариды — самые распространенные углеводы в природе.Они служат резервной пищей или хранилищем энергии. Полисахариды состоят из сотен или тысяч моносахаридных единиц, связанных вместе. Строительные блоки моносахаридов связаны вместе так же, как дисахариды, за исключением того, что вместо простого связывания два моносахарида непрерывно связываются, образуя длинную цепь из моносахаридных единиц.
Три полисахарида являются наиболее важными для живых организмов. Это крахмал, гликоген и целлюлоза. Крахмал — самый важный источник углеводов в рационе человека.Крахмал образуется в растениях. Крахмал обычно содержится в семенах, где он служит формой хранения углеводов. По мере прорастания семян клетки молодого растения превращают молекулы крахмала в дисахариды, а затем в глюкозу, которую можно использовать в качестве энергии для растущего растения. Амилоза — это компонент крахмала, который состоит из множества связанных между собой молекул глюкозы.
Гликоген, часто называемый животным крахмалом, является формой хранения углеводов у животных. Почти все животные клетки содержат некоторое количество гликогена, обеспечивающего энергию для функций клетки.Однако гликоген наиболее распространен в клетках печени и мышечных клетках. При тренировке или голодании клетки будут использовать эти резервы для получения глюкозы, необходимой для продолжения функционирования.
Целлюлоза — это углевод, который содержится только в растениях. Целлюлоза — структурный компонент стенок растительных клеток; это самый распространенный из углеводов в растениях. Хлопок и бумага на 95% состоят из целлюлозы. Древесина состоит примерно на 50% из целлюлозы. Люди не могут переваривать целлюлозу, содержащуюся в растениях. У травоядных животных, таких как коровы, овцы и олени, есть фермент под названием целлюлаза, который позволяет их пищеварительной системе разрывать химические связи в целлюлозе, высвобождая более мелкие моносахариды.Несмотря на то, что люди не могут переваривать целлюлозу, она по-прежнему важна для нашего рациона. Клетчатка в рационе человека действует как грубая пища, которая заставляет переваренную пищу регулярно проходить через кишечник.
Целлюлоза
Пиролиз простейшего углевода, гликолевого альдегида (CHO-Ch3OH) и глиоксаля в подогреваемом микрореакторе.
Abstract
И гликолевый альдегид, и глиоксаль были подвергнуты пиролизу в комплекте микрореакторов мгновенного пиролиза. Продукты пиролиза, полученные из CHO-Ch3OH и HCO-CHO, были обнаружены и идентифицированы с помощью фотоионизационной масс-спектрометрии в вакууме ультрафиолета (VUV).Дополнительная идентификация продукта была обеспечена с помощью инфракрасной абсорбционной спектроскопии с аргоновой матрицей. Давление пиролиза в микрореакторе составляло примерно 100 Торр, а время контакта с микрореакторами составляло примерно 100 мкс. При 1200 K продуктами пиролиза гликолевого альдегида являются атомы H, CO, Ch3 = O, Ch3 = C = O и HCO-CHO. Термическое разложение HCO-CHO изучали с помощью импульсной фотоионизационной масс-спектрометрии 118,2 нм и матричного инфракрасного поглощения. В этих условиях глиоксаль подвергается пиролизу до атомов H и CO.Настраиваемая фотоионизационная масс-спектрометрия ВУФ обеспечивает нижнюю границу энергии ионизации (IE) (CHO-Ch3OH) ≥ 9,95 ± 0,05 эВ. Газофазная теплота образования гликолевого альдегида была установлена серией калориметрических экспериментов. Результат эксперимента: Δfh398 (CHO-Ch3OH) = -75,8 ± 1,3 ккал моль (-1). Полностью ab initio расчеты связанных кластеров предсказывают ΔfH0 (CHO-Ch3OH) на уровне -73,1 ± 0,5 ккал моль (-1) и Δfh398 (CHO-Ch3OH) на уровне -76,1 ± 0,5 ккал моль (-1). Вычисления поправок на двойные пары связанных кластеров и безытерационные тройки также приводят к пересмотру геометрии CHO-Ch3OH.Мы обнаружили, что длина связи O-H существенно отличается от более ранних экспериментальных оценок из-за необычных вкладов нулевой точки в моменты инерции.
Основное содержание
Загрузить PDF для просмотраПросмотреть больше
Больше информации
Меньше информации
Закрывать
Введите пароль, чтобы открыть этот PDF-файл:
Отмена
Ok
Подготовка документа к печати…
Отмена
.