Углеводы: классификация, свойства, влияние на организм
Содержание:
- Биосинтез
- Физиологическое значение углеводов
- Целлюлоза (клетчатка)
- Простые углеводы после тренировки
- Какую роль в организме выполняют углеводы?
- Виды
- Физические свойства
- В каких продуктах содержатся углеводы
- Строение
- Полисахариды
- Целлюлоза
- Углеводы
- Обмен
- Физические свойства
- Физические свойства
- Физические свойства и нахождение в природе
- ↑аХНКНЦХВЕЯЙЮЪ ПНКЭ СЦКЕБНДНБ
Биосинтез
В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.
Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:
-
- Cx(H2O)y+xO2→xCO2+yH2O, ΔH<0.001{\displaystyle {\mathsf {C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}\rightarrow xCO_{2}+yH_{2}O,\ \Delta H<0.001}}}
В зелёных листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза — уникального биологического процесса превращения в сахарá неорганических веществ — оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:
-
- xCO2+yH2O→Cx(H2O)y+xO2{\displaystyle {\mathsf {xCO_{2}+yH_{2}O\rightarrow C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}}}}
Физиологическое значение углеводов
Углеводы являются главным источником энергии для человеческого организма, необходимой для жизнедеятельности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. В результате биологического окисления углеводов (а также жиров и, в меньшей степени, белков) в организме освобождается энергия 16,7 кДж (4 ккал) из 1г углеводов или белков, 37,76 кДж (9 ккал) из 1 г жиров.
Кроме того в организме углеводы и их производные входят в состав соединительной ткани; противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров; предотвращают свертывание крови в сосудах, препятствуют проникновению бактерий через клеточную оболочку и др.
Углеводные запасы человека очень ограничены, содержание их не превышает 1% массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать с пищей ежедневно. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500 г, при этом примерно 80% приходится на крахмал.
С точки зрения пищевой ценности углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы – моно- и олигосахариды, крахмал, гликоген. Неусваиваемые – целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектин, гумми, слизи.
Все усваиваемые углеводы расщепляются в желудочно-кишечном тракте до моносахаридов, а моносахариды далее всасываются из кишечника в кровь.
Неусваиваемые углеводы человеческим организмом не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна выполняют следующие функции в организме человека:
—стимулируют моторную функцию кишечника;
—препятствуют всасыванию холестерина;
—играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов;
—оказывают влияние на липидный обмен, нарушение которого приводит к ожирению;
—адсорбируют желчные кислоты.
В настоящее время можно считать доказанным, что необходимо увеличивать в рационе пищевые волокна. Источником их являются ржаные и пшеничные отруби, овощи, фрукты. Суточная норма пищевых волокон составляет 20–25 г.
Целлюлоза (клетчатка)
Целлюлоза – наиболее распространенный растительный
полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль
опорного материала растений. Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок
представляет собой почти чистую целлюлозу.
Как и у крахмала, структурной единицей целлюлозы
является D-
глюкопираноза, звенья которой связаны (1-4) -гликозидными связями. Однако, от
крахмала целлюлоза отличается b- конфигурацией гликозидных связей
между циклами и строго линейным строением.
Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые
водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними
цепями собраны в пучки. Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую
механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую
инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных
стенок.
b- Гликозидная связь не разрушается пищеварительными ферментами человека,
поэтому целлюлоза не может служить ему пищей, хотя в определенном количестве
является необходимым для нормального питания балластным веществом. В желудках
жвачных животных имеются ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому такие
животные используют клетчатку в качестве компонента пищи.
Несмотря на нерастворимость целлюлозы в воде и обычных
органических растворителях, она растворима в реактиве Швейцера (раствор
гидроксида меди в аммиаке), а также в концентрированном растворе хлористого
цинка и в концентрированной серной кислоте.
Как и крахмал, целлюлоза при кислотном гидролизе дает
глюкозу.
Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку
полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы
характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее
практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом.
целлюлоза |
+ 3n HNO3 |
H2SO4 –––– |
тринитрат целлюлозы |
+ 3nH2О |
Полностью
этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после
соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от
условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике
называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и
твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают
целлулоид.
При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в
присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза.
+ 3n |
триацетилцеллюлоза |
+ 3n СH3СOOН |
Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для
изготовления негорючей кинопленки и ацетатного шелка. Для этого ацетилцеллюлозу
растворяют в смеси дихлорметана и этанола и этот раствор продавливают через
фильеры в поток теплого воздуха. Растворитель испаряется и струйки раствора
превращаются в тончайшие нити ацетатного шелка.
Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала».
Говоря о применении целлюлозы, нельзя не сказать о том, что большое
количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага –
это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной
бумагоделательной машине.
Из приведенного выше уже видно, что использование
целлюлозы человеком столь широко и разнообразно, что применению продуктов
химической переработки целлюлозы можно посвятить самостоятельный раздел.
Простые углеводы после тренировки
После того как вы простимулировали рост мышц в тренажерном зале, вернитесь домой и выпейте стакан апельсинового сока с высоким содержанием калия. Можете съесть от четверти до половины стакана изюма. Все виды сухофруктов концентрированы и полны калия. Но будьте осторожны: не ешьте слишком много за один раз, потому что они богаты углеводами и могут добавить нежелательный жир в очень короткое время. Другие виды фруктов, которые можно съесть, — это бананы, грейпфрут или апельсин.
Питание сразу после тренировки выполняет две важные вещи. Во-первых, оно помогает организму быстро восстановиться, что необходимо для роста мышц из-за ремонта тканей и замены использованного гликогена в мышцах. А во-вторых, это помогает сохранить электролитный баланс, что способствует росту мышц.
Когда вы помогаете вашему организму восстановиться после нагрузки, употребляя надлежащие питательные вещества в нужное время во время «окна возможностей», вы быстрее сможете добиться желаемых изменений (укрепить мышцы или избавиться от жира).
Какую роль в организме выполняют углеводы?
Чтобы понимать, почему эти органические соединения настолько важны, необходимо изучить то, какие функции на них возложены. Углеводы, поступающие в организм вместе с пищей, оказывают следующий спектр действий:
- Поставляют в организм человека энергетические ресурсы. Это происходит за счет окисления соединения. В результате этого процесса один грамм углевода вырабатывает 17 килоджоулей или 4,1 калорию. Окисление сопровождается расходом либо гликогена (резервный запас углеводов), либо глюкозы.
- Принимают участие в образование различных структурных единиц. Благодаря углеводам, в организме строятся клеточные мембраны, вырабатываются нуклеиновые кислоты, ферменты, нуклеотиды и так далее.
- Формируют энергетические запасы для организма. Углеводы, принимая форму гликогена, откладываются в мышечных и прочих тканях, печени.
- Представляют собой антикоагулянты. Эти вещества разжижают кровь, а также препятствуют образованию тромбов.
- Входят в состав слизи, выстилающей желудочно-кишечный тракт, поверхности дыхательной и мочеполовой систем. Покрывая эти внутренние органы, слизь противостоит вирусным и бактериальным инфекциям, оказывает защиту от механических повреждений.
- Оказывают положительное воздействие не пищеварение. Углеводы стимулируют функцию пищеварительных ферментов, а, следовательно, улучшают пищеварительные процессы и качество усвоения питательных и ценных веществ, активизируют работу перистальтики желудка.
Кроме того, эти органические соединения повышают защитные функции организма, определяют группу крови, а также снижают вероятность развития онкологических патологий.
Виды
Углеводы – многочисленная группа органических веществ. Они классифицируются по двум признакам:
- количеству атомов углерода;
- количеству структурных единиц.
В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле (структурной единице) выделяют:
- триозы;
- тетрозы;
- пентозы;
- гексозы;
- гептозы.
Молекула может включать до девяти атомов углерода. Наиболее значимыми являются пентозы (C5H10O5) и гексозы (C6H12O6). Пентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Гексозы входят в состав полисахаридов.
Рис. 1. Структура моносахарида.
По второму признаку классификации углеводы бывают:
- простыми, состоящими из одной молекулы или структурной единицы (моносахариды);
-
сложными, включающими множество молекул (олигосахариды, полисахариды).
Особенности сложных структур описаны в таблице углеводов.
Виды |
Формула |
Характеристика |
Примеры |
Моносахариды |
Cn(Н2О)n |
Состоят из одной структурной единицы. Входят в состав ДНК, РНК, АТФ. В зависимости от открытой группы выделяют кетозы (R1-CO-R2) и альдозы (R-CHO) |
Глюкоза, фруктоза, рибоза |
Олигосахариды |
CmH2nOn |
Состоят из 2-10 моносахаридов. Могут включать одинаковые моносахаридные остатки (гомоолигосахариды) или разные (гетероолигосахариды) |
Сахароза, лактоза, мальтоза |
Полисахариды |
CnH2mOm |
Состоят из множества моносахаридов (от 10 до нескольких тысяч) |
Целлюлоза, хитин, крахмал |
Рис. 2. Структура полисахарида.
Одна из наиболее значимых разновидностей олигосахаридов – дисахариды, состоящие из двух моносахаридов. Они служат источником глюкозы и выполняют строительную функцию в растениях.
Физические свойства
Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус. Плавятся и кипят при низких температурах. Олигосахариды хорошо растворяются в воде, имеют в растворах нейтральный водородный показатель (pH).
Полисахариды обладают более жёсткой структурой, не имеют сладкого вкуса, не растворяются в воде. В живых организмах выполняют опорную или энергетическую функцию. Например, целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, хитин – грибов и панцирей членистоногих. Крахмал и гликоген – источники энергии, накапливающиеся в клетках в виде зёрен и капель.
Рис. 3. Хитин в клеточных стенках грибов.
Для углеводов характерна пространственная изомерия.
В каких продуктах содержатся углеводы
Таблица углеводов даст возможность понять, какое количество вещества содержат продукты, которые человек употребляет в пищу.
Продукты, богатые углеводами
Наименование продукта | Массовая доля углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта |
Сахарный песок | 99 |
Карамельные, леденцовые конфеты | 96 |
Мед | 81 |
Пастила, зефир | 81 |
Мармелад | 79 |
Пряники | 74 |
Печенье | 69-74 |
Клубничное варенье | 74 |
Мука рисовая | 80 |
Крупа рисовая | 74 |
Мука кукурузная | 72 |
Крупа кукурузная | 71 |
Баранки сушки | 71 |
Крупа манная | 70 |
Мука гречневая | 70 |
Мука пшеничная | 65-70 |
Макароны | 68-70 |
Малиновое варенье | 70 |
Финики | 70 |
Крупа пшеничная | 68 |
Крупа перловая | 67 |
Пшено | 66 |
Сухари | 67 |
Мука ржаная | 62-66 |
Отруби из овса | 66 |
Изюм | 66 |
Крупа ячневая | 65 |
Толокно | 65 |
Пирожное | 49-63 |
Вафли | 62 |
Рис | 62 |
Геркулес | 62 |
Греча | 57-60 |
Конфеты шоколадные | 60 |
Зерно пшеницы | 57-59 |
Груши сушеные | 62 |
Яблоки сушеные | 59 |
Инжир сушеный | 58 |
Персик сушеный | 58 |
Чернослив | 57 |
Молоко сгущенное | 55-57 |
Зерно ячменя | 56 |
Зерно ржи | 56 |
Зерно овса | 55 |
Булочки сдобные | 55 |
Халва | 54 |
Урюк | 53 |
Курага | 51 |
Батон | 51 |
Молочный шоколад | 50 |
Горький шоколад | 48 |
Хлеб | 33-49 |
Горох | 48 |
Фасоль | 47 |
Чечевица, нут, маш | 46 |
Сухое молоко | 39-50 |
Алкогольные напитки | 20-35 |
Сырки в шоколадной глазури | 32 |
Оладьи | 31 |
Чеснок | 30 |
Фисташки | 27 |
Картошка жареная | 23 |
Кешью | 22 |
Шиповник | 22 |
Бананы | 21 |
Мороженое | 19-20 |
Кукуруза сладкая | 19 |
Сырники | 18 |
Имбирь | 18 |
Соя | 17 |
Отруби из пшеницы | 16 |
Сок персиковый, виноградный | 16 |
Виноград, хурма, манго, фейхоа | 15 |
Каши | 15-20 |
Молочные
Наименование продукта | Массовая доля углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта |
Ацидофилин | 4 |
Варенец | 4 |
Йогурт | 8-14 |
Кефир | 4 |
Кумыс | 5-6 |
Молоко | 5 |
Пахта | 5 |
Простокваша | 4 |
Ряженка | 4 |
Сливки | 4 |
Сметана | 3-4 |
Творог | 3 |
Сыр Адыгейский | 2 |
Сыр Пармезан | 1 |
Сыр Сулугуни | 0.5 |
Сыр Фета | 4 |
Сыр Гауда | 2 |
Сыр плавленый | 2-4 |
Масло сливочное | 1 |
Орехи, семечки
Продукт | Содержание углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта |
Арахис | 10 |
Грецкий орех | 11 |
Орех кедра | 13 |
Кешью | 23 |
Миндаль | 13 |
Фисташки | 27 |
Фундук | 9 |
Подсолнечник | 10 |
Кунжут | 12 |
Фрукты, овощи
Продукт | Содержание углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта |
Айва | 10 |
Абрикос | 9 |
Алыча | 8 |
Ананас | 11 |
Авокадо | 2 |
Апельсин | 8 |
Арбуз | 6 |
Баклажан | 5 |
Банан | 21 |
Брусника | 8 |
Брюква | 8 |
Базилик | 3 |
Виноград | 15 |
Вишня | 11 |
Голубика | 7 |
Гранат | 14 |
Груша | 10 |
Грейпфрут | 7 |
Дыня | 7 |
Ежевика | 4 |
Земляника | 8 |
Инжир свежий | 12 |
Кабачки | 5 |
Капуста белокочанная | 5 |
Капуста брокколи | 7 |
Капуста брюссельская | 3 |
Капуста кольраби | 8 |
Капуста краснокочанная | 5 |
Капуста пекинская | 2 |
Капуста савойская | 6 |
Капуста цветная | 4 |
Картофель | 16 |
Киви | 8 |
Кинза | 4 |
Клюква | 4 |
Кресс-салат | 6 |
Крыжовник | 9 |
Лимон | 3 |
Зеленый лук | 3 |
Репчатый лук | 8 |
Лук порей | 6 |
Малина | 8 |
Манго | 15 |
Мандарин | 8 |
Морковь | 7 |
Морошка | 7 |
Морская капуста | 3 |
Нектарин | 11 |
Облепиха | 6 |
Огурец | 3 |
Папайя | 11 |
Корень пастернака | 9 |
Болгарский перец | 5 |
Персик | 10 |
Петрушка | 8 |
Помело | 10 |
Помидоры | 4 |
Ревень | 3 |
Редис | 3 |
Редька | 7 |
Репа | 6 |
Красная рябина | 9 |
Черноплодная рябина | 11 |
Салат | 2 |
Свекла | 9 |
Зелень сельдерея | 2 |
Корень сельдерея | 7 |
Слива | 10 |
Смородина | 7-8 |
Спаржа | 3 |
Топинамбур | 13 |
Тыква | 4 |
Укроп | 6 |
Хрен | 11 |
Хурма | 15 |
Черешня | 11 |
Черника | 8 |
Чеснок | 30 |
Шиповник | 22 |
Шпинат | 2 |
Щавель | 3 |
Яблоки | 10 |
Строение
Молекула углевода состоит из нескольких карбонильных (=С=O) и гидроксильных (-ОН) групп. В зависимости от строения различают три группы углеводов:
- моносахариды;
- олигосахариды;
- полисахариды.
Моносахариды – простейшие сахара, состоящие всего из одной молекулы. Моносахариды включают несколько групп, различающихся количеством атомов углерода в молекуле – структурной единице. Моносахариды, содержащие три атома углерода, называются триозами, пять – пентозами, шесть – гексозами и так далее. Наиболее значимыми для живых организмов являются пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот, и гексозы, из которых состоят полисахариды. Пример гексозы – глюкоза.
Рис. 1. Глюкоза.
Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:
- дисахариды – диозы;
- трисахариды – триозы;
- тетрасахариды – тетраозы;
- пентасахариды;
- гексасахариды и т.д.
Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).
В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:
- гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
- гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.
Рис. 2. Гомоолигосахариды и гетероолигосахариды.
Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:
- целлюлоза;
- гликоген;
- крахмал;
- хитин.
Рис. 3. Полисахарид.
В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.
Формула углеводов – Cn(H2O)m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.
Полисахариды
Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов. |
Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.
Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C6H10O5)n, но совершенно различные свойства.
Это объясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:
Целлюлоза
Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.
Свойства целлюлозы
Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.
Нитрование целлюлозы.
Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:
Ацилирование целлюлозы.
При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.
Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.
Гидролиз целлюлозы.
Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.
Источник
Углеводы
Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода. Содержат карбонильную группу и множество карбоксильных групп. Служат источником энергии для клеток.
Классификация углеводов
Класс углеводов |
Особенности / Представители |
Моносахариды (монозы) |
Простая форма сахаров. Не подвергается гидролизу. Глюкоза |
Дисахариды |
Сложные сахара. При гидролизе распадаются на две молекулы моносахаров. Сахароза (состоит из фрагментов альфа-глюкозы и бета-фруктозы) |
Полисахариды |
Высокомолекулярные соединения сложной структуры, образованные из остатков моносахаров, соединенных гликозидными связями. Крахмал, целлюлоза |
Химические свойства углеводов
Химические свойства углеводов обусловлены строением. Соединения вступают в реакции по карбоксильной группе, по спиртовому гидроксилу или кетонной группе в зависимости от природы сахаров в составе.
Реакции гидролитического разложения сложных сахаров идут по схеме:
Реакции гидрирования характерны для сахаров, содержащих карбонильную группу (например, глюкоза), которая в результате восстанавливается до спиртового гидроксила при повышенной температуре в присутствии никелевого катализатора:
Альдегидная группа в составе вступает в характерную реакцию с гидроксидом меди. Образуется оксид меди II кирпично-красного цвета:
По альдегидной группе проходит и реакция «серебряного зеркала» с серебра нитратом в аммиачной среде. Образуется осадок серебра, глюконат аммония, аммиак и вода:
Спиртовой гидроксил в составе определяет взаимодействие с гидроксидом двухвалентной меди. Осадок голубого цвета переходит в насыщенный синий раствор медного комплекса:
Процессы брожения
Процесс ферментативного разложения глюкозы на этиловый спирт и углекислый газ называют спиртовым брожением:
Продуктом молочнокислого брожения становится молочная кислота. Возможны процессы масляно-кислого, лимонно-кислого брожения:
Растворы моносахаров
В растворе моносахара соединяются между собой через альдегидные группы. Раствор глюкозы содержит две модификации: альфа-форму и бета-форму:
Полисахара сгорают до углекислого газа и воды:
(С6H10O5)n + 6nO2 → 6nCO2 + 5nH2O
Характерная реакция крахмала с раствором йода:
Образуется ярко синее окрашивание. При повышении температуры цвет исчезает, при охлаждении снова проявляется.
Биологические функции углеводов
Углеводы выполняют функции в организме такие, как:
- энергетическая;
- защитная (иммунная);
- структурная;
- запасающая;
- рецепторная.
Углеводы образуют стенки клеток, обеспечивают распознавание клеток, присоединение к ним биологически активных веществ, участвуют в фотосинтезе.
Смотри также:
- Теория строения органических соединений: гомология и изомерия (структурная и пространственная). Взаимное влияние атомов в молекулах
- Характерные химические свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов, фенола
- Характерные химические свойства альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров
- Характерные химические свойства азотсодержащих органических соединений: аминов и аминокислот. Важнейшие способы получения аминов и аминокислот
- Взаимосвязь органических соединений
Обмен
Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов:
- Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
- Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
- Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потребления кислорода) гликолиз — пути расщепления глюкозы в организме.
- Взаимопревращение гексоз.
- Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
- Глюконеогенез — синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная, молочная кислота, глицерин, аминокислоты и другие органические соединения).
Физические свойства
Моносахариды и олигосахариды имеют схожие физические свойства:
- кристаллическое строение;
- сладкий вкус;
- растворимость в воде;
- прозрачность;
- нейтральная pH в растворе;
- низкие температуры плавления и кипения.
Полисахариды – более сложные вещества. Они нерастворимы и не имеют сладкого привкуса. Целлюлоза – разновидность полисахарида, входящая в состав клеточных стенок растений. Аналогичный целлюлозе хитин входит в состав грибов и панцирей членистоногих. Крахмал накапливается в растениях и распадается на простые углеводы, которые являются источником энергии. В животных клетках резервную функцию выполняет гликоген.
Физические свойства
Моносахариды и олигосахариды имеют схожие физические свойства:
- кристаллическое строение;
- сладкий вкус;
- растворимость в воде;
- прозрачность;
- нейтральная pH в растворе;
- низкие температуры плавления и кипения.
Полисахариды – более сложные вещества. Они нерастворимы и не имеют сладкого привкуса. Целлюлоза – разновидность полисахарида, входящая в состав клеточных стенок растений. Аналогичный целлюлозе хитин входит в состав грибов и панцирей членистоногих. Крахмал накапливается в растениях и распадается на простые углеводы, которые являются источником энергии. В животных клетках резервную функцию выполняет гликоген.
Физические свойства и нахождение в природе
Глюкоза и фруктоза – твердые и бесцветные вещества кристаллические вещества. Глюкоза содержится в соке винограда (отсюда и название «виноградный сахар») вместе с фруктозой, которая содержится в некоторых фруктах и плодах (отсюда и название «фруктовый сахар»), составляет значительную часть меда. В крови человека и животных постоянно содержится около 0,1% глюкозы (80-120 мг в 100 мл крови). Наибольшая ее часть (около 70%) подвергается в тканях медленному окислению с выделением энергии и образованием конечных продуктов – воды и углекислого газа (процесс гликолиза):
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2920 кДж
Энергия, выделяемая при гликолизе, в значительной степени обеспечивает энергетические потребности живых организмов.
Повышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг на 100 мл свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии опасного заболевания – сахарного диабета.
↑аХНКНЦХВЕЯЙЮЪ ПНКЭ СЦКЕБНДНБ
пНКЭ СЦКЕБНДНБ Б ФХБШУ НПЦЮМХГЛЮУ ВПЕГБШВЮИМН ЛМНЦННАПЮГМЮ. б ПЮЯРЕМХЪУ ЛНМНЯЮУЮПХДШ ЪБКЪЧРЯЪ ОЕПБХВМШЛХ ОПНДСЙРЮЛХ ТНРНЯХМРЕГЮ Х ЯКСФЮР ХЯУНДМШЛХ ЯНЕДХМЕМХЪЛХ ДКЪ АХНЯХМРЕГЮ ПЮГМННАПЮГМШУ ЦКХЙНГХДНБ, ОНКХЯЮУЮПХДНБ, Ю РЮЙФЕ БЕЫЕЯРБ ДПСЦХУ ЙКЮЯЯНБ (ЮЛХМНЙХЯКНР, ФХПМШУ ЙХЯКНР, ОНКХТЕМНКНБ Х Р.Д.). щРХ ОПЕБПЮЫЕМХЪ НЯСЫЕЯРБКЪЧРЯЪ ЯННРБЕРЯРБСЧЫХЛХ ТЕПЛЕМРМШЛХ ЯХЯРЕЛЮЛХ, ЯСАЯРПЮРЮЛХ ДКЪ ЙНРНПШУ ЯКСФЮР, ЙЮЙ ОПЮБХКН, АНЦЮРШЕ ЩМЕПЦХЕИ ТНЯТНПХКХПНБЮММШЕ ОПНХГБНДМШЕ ЯЮУЮПНБ, ЦКЮБМШЛ НАПЮГНЛ МСЙКЕНГХДДХТНЯТЮРЯЮУЮПЮ. сЦКЕБНДШ ГЮОЮЯЮЧРЯЪ Б БХДЕ ЙПЮУЛЮКЮ Б БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХЪУ, Б БХДЕ ЦКХЙНЦЕМЮ Б ФХБНРМШУ, АЮЙРЕПХЪУ Х ЦПХАЮУ Х ЯКСФЮР ЩМЕПЦЕРХВЕЯЙХЛ ПЕГЕПБНЛ ДКЪ ФХГМЕДЕЪРЕКЭМНЯРХ НПЦЮМХГЛЮ. б БХДЕ ЦКХЙНГХДНБ Б ПЮЯРЕМХЪУ Х ФХБНРМШУ НЯСЫЕЯРБКЪЕРЯЪ РПЮМЯОНПР ПЮГКХВМШУ ОПНДСЙРНБ НАЛЕМЮ БЕЫЕЯРБ. лМНЦНВХЯКЕММШЕ ОНКХЯЮУЮПХДШ ХКХ АНКЕЕ ЯКНФМШЕ СЦКЕБНДЯНДЕПФЮЫХЕ ОНКХЛЕПШ БШОНКМЪЧР Б ФХБШУ НПЦЮМХГЛЮУ НОНПМШЕ ТСМЙЖХХ. ф╦ЯРЙЮЪ ЙКЕРНВМЮЪ ЯРЕМЙЮ С БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХИ ОНЯРПНЕМЮ ХГ ЖЕККЧКНГШ Х ЦЕЛХЖЕККЧКНГ, С АЮЙРЕПХИ — ХГ ОЕОРХДНЦКХЙЮМЮ; Б ОНЯРПНЕМХХ ЙКЕРНВМНИ ЯРЕМЙХ ЦПХАНБ Х МЮПСФМНЦН ЯЙЕКЕРЮ ВКЕМХЯРНМНЦХУ ОПХМХЛЮЕР СВЮЯРХЕ УХРХМ. б НПЦЮМХГЛЕ ФХБНРМШУ Х ВЕКНБЕЙЮ НОНПМШЕ ТСМЙЖХХ БШОНКМЪЧР ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЛСЙНОНКХЯЮУЮПХДШ ЯНЕДХМХРЕКЭМНИ РЙЮМХ, ЯБНИЯРБЮ ЙНРНПШУ ОНГБНКЪЧР НАЕЯОЕВХРЭ НДМНБПЕЛЕММН ЯНУПЮМЕМХЕ ТНПЛШ РЕКЮ Х ОНДБХФМНЯРЭ НРДЕКЭМШУ ЕЦН ВЮЯРЕИ; ЩРХ ОНКХЯЮУЮПХДШ РЮЙФЕ ЯОНЯНАЯРБСЧР ОНДДЕПФЮМХЧ БНДМНЦН АЮКЮМЯЮ Х ХГАХПЮРЕКЭМНИ ЙЮРХНММНИ ОПНМХЖЮЕЛНЯРХ ЙКЕРНЙ. юМЮКНЦХВМШЕ ТСМЙЖХХ Б ЛНПЯЙХУ ЛМНЦНЙКЕРНВМШУ БНДНПНЯКЪУ БШОНКМЪЧР ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЦЮКЮЙРЮМШ (ЙПЮЯМШЕ БНДНПНЯКХ) ХКХ АНКЕЕ ЯКНФМШЕ ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЦЕРЕПНОНКХЯЮУЮПХДШ (АСПШЕ Х ГЕК╦МШЕ БНДНПНЯКХ); Б ПЮЯРСЫХУ Х ЯНВМШУ РЙЮМЪУ БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХИ ЮМЮКНЦХВМСЧ ТСМЙЖХЧ БШОНКМЪЧР ОЕЙРХМНБШЕ БЕЫЕЯРБЮ. бЮФМСЧ Х ДН ЙНМЖЮ ЕЫ╦ МЕ ХГСВЕММСЧ ПНКЭ ХЦПЮЧР ЯКНФМШЕ СЦКЕБНДШ Б НАПЮГНБЮМХХ ЯОЕЖХТХВЕЯЙХУ ЙКЕРНВМШУ ОНБЕПУМНЯРЕИ Х ЛЕЛАПЮМ. рЮЙ, ЦКХЙНКХОХДШ — БЮФМЕИЬХЕ ЙНЛОНМЕМРШ ЛЕЛАПЮМ МЕПБМШУ ЙКЕРНЙ, КХОНОНКХЯЮУЮПХДШ НАПЮГСЧР МЮПСФМСЧ НАНКНВЙС ЦПЮЛНРПХЖЮРЕКЭМШУ АЮЙРЕПХИ. с. ЙКЕРНВМШУ ОНБЕПУМНЯРЕИ ВЮЯРН НОПЕДЕКЪЧР ЪБКЕМХЕ ХЛЛСМНКНЦХВЕЯЙНИ ЯОЕЖХТХВМНЯРХ, ВРН ЯРПНЦН ДНЙЮГЮМН ДКЪ ЦПСООНБШУ БЕЫЕЯРБ ЙПНБХ Х ПЪДЮ АЮЙРЕПХЮКЭМШУ ЮМРХЦЕМНБ. хЛЕЧРЯЪ ДЮММШЕ, ВРН СЦКЕБНДМШЕ ЯРПСЙРСПШ ОПХМХЛЮЧР СВЮЯРХЕ РЮЙФЕ Б РЮЙХУ БШЯНЙНЯОЕЖХТХВМШУ ЪБКЕМХЪУ ЙКЕРНВМНЦН БГЮХЛНДЕИЯРБХЪ, ЙЮЙ НОКНДНРБНПЕМХЕ, «СГМЮБЮМХЕ» ЙКЕРНЙ ОПХ РЙЮМЕБНИ ДХТТЕПЕМЖХЮЖХХ Х НРРНПФЕМХХ ВСФЕПНДМНИ РЙЮМХ Х Р.Д.