Kolhydraternas funktioner kortfattat. Den rekommenderade mängden godis bör ges efter måltid

Näringsämnena i kolhydrater är en enkel och tillgänglig energikälla för kroppen. Komplexa kolhydrater är alltid hälsosammare än enkla kolhydrater som bidrar till avlagring av fettvävnad under huden Monosackarider, oligosackarider och polysackarider kallas för baskolhydrater. Monosackarider är en kombination av söt ribos, deoxiribos, glukos, fruktos, galaktos. Polysackarider inkluderar löslig och söt sackaros (rörsocker), maltos (söt malt), laktos (sockermjölk) Polysackarider är restmolekyler av monosackarider som har kovalenta bindningar. De finns i stärkelse, cellulosa, kitin, stärkelse.

Kolhydrater för cellfunktion. Att ackumulera energi för att hela kroppen ska fungera smidigt är kolhydraternas huvudfunktion i cellen. När det förbränns (oxideras) eller skapas anaeroba förhållanden (ingen syretillförsel), frigör kol energi till cellerna. Cellandningen ger glukos. Biologiska processer i kroppen är omöjliga utan fruktos. Groddar frön ackumulerar maltos, och fotosyntesen säkerställs av sackaros. Utan dessa enkla smältbara energikällor för celler skulle utbytet av protein- och fettmolekyler inte äga rum, och sekretet från spottkörtlarna och körtlarna som bildar slem och andra viktiga föreningar skulle inte fungera.

Glukos från frukt och bär är nödvändigt för hjärnans funktion. Levern behöver det för smidig funktion och glykogen. För att ta upp fruktos behöver kroppen inte producera ytterligare insulin. Detta är viktigt för diabetiker. Fruktos behövs för att minska kaloriinnehållet i maten och finns i honung, frukt och bär. Laktos - i mejeriprodukter, maltos - i honung, maltextrakt (melass), grodda korn. Sackaros finns i söta frukter och grönsaker: aprikoser, persikor, plommon, rödbetor, morötter, samt sockerbetor och sockerrör, från vilka socker erhålls och tillsätts till konfektyr, godis och choklad, bakverk, söta drycker.

Lagringsfunktion av kolhydrater. Överskott av kolhydrater ackumuleras i cellerna och främjar fettavlagring, särskilt sackaros. Stärkelse med glykogen blir energileverantör. De ersätter den saknade energin i cellen under muskelarbete, långvarig hunger. Detta är lagringsfunktionen för kolhydrater. Källor till stärkelse är mjölprodukter, spannmål, baljväxter och potatis. Kroppen smälter mat med stärkelse långsamt, där den bryts ner till glukos. Semolina och ris är lättare att smälta. När man äter frukt och bär är levern mättad med glykogen.

Omättade (komplexa) kolhydraters roll. Omättade kolhydrater är ansvariga för ämnesomsättningen. I deras frånvaro eller brist måste fetter och proteiner ersätta den saknade energin, störa saltmetabolism och njuraktivitet, förgiftning av hjärnceller. Omättade kolhydrater främjar utvecklingen av nyttiga bakterier och stimulerar tarmens rörlighet, tar bort fett, bromsar upptaget av socker, minskar kolesterolet, eliminerar förstoppning och hemorrojder och minskar insulindosen för diabetiker.

De finns i fiber: cellulosa, hemicellulosa, lignin, gummi, pektin. Komplexa kolhydrater innehåller grönsaker, frukt, bär, citrusfrukter, vetekli, havre."Abstrakt". Den huvudsakliga funktionen för kolhydrater i en cell är att lagra energi för kroppen. Lagringsfunktionen för kolhydrater är ackumuleringen av en energikälla. Komplexa omättade kolhydrater – utvecklas nyttiga bakterier och stimulerar tarmfunktionen.

Alla kolhydrater är uppbyggda av individuella "enheter", som är sackarider. Enligt förmågahydrolyspåmonomererkolhydrater delas uppi två grupper: enkelt och komplext. Kolhydrater som innehåller en enhet kallasmonosackarider, två enheter -disackarider, från två till tio enheter –oligosackarider, och mer än tio -polysackarider.

Monosackarider De ökar snabbt blodsockret och har ett högt glykemiskt index, varför de även kallas snabba kolhydrater. De löser sig lätt i vatten och syntetiseras i gröna växter.

Kolhydrater som består av 3 eller fler enheter kallaskomplex. Livsmedel som är rika på komplexa kolhydrater ökar gradvis glukosnivåerna och har ett lågt glykemiskt index, varför de också kallas långsamma kolhydrater. Komplexa kolhydrater är produkter av polykondensation av enkla sockerarter (monosackarider) och, till skillnad från enkla, kan de under hydrolytisk klyvning sönderdelas till monomerer och bilda hundratals och tusentalsmolekylermonosackarider.

Stereoisomerism av monosackarider: isomerglyceraldehyddär, när modellen projiceras på ett plan, OH-gruppen vid den asymmetriska kolatomen är belägen på höger sida vanligtvis anses vara D-glyceraldehyd, och spegelbilden anses vara L-glyceraldehyd. Alla isomerer av monosackarider är uppdelade i D- och L-former baserat på likheten mellan OH-gruppens placering vid den sista asymmetriska kolatomen nära CH 2 OH-grupper (ketoser innehåller en asymmetrisk kolatom mindre än aldoser med samma antal kolatomer). Naturlighexoser – glukos, fruktos, mannosOchgalaktos– enligt deras stereokemiska konfigurationer klassificeras de som föreningar i D-serien.

Polysackarider – vanligt namn klass av komplexa högmolekylära kolhydrater,molekylersom består av tiotals, hundratals eller tusentalsmonomerer – monosackarider. Ur synvinkel generella principer strukturen i gruppen av polysackarider, är det möjligt att skilja mellan homopolysackarider syntetiserade från samma typ av monosackaridenheter och heteropolysackarider, som kännetecknas av närvaron av två eller flera typer av monomera rester.

https :// ru . wikipedia . org / wiki /Kolhydrater

1.6. Lipider - nomenklatur och struktur. Lipidpolymorfism.

Lipider – en stor grupp naturliga organiska föreningar, inklusive fetter och fettliknande ämnen. Enkla lipidmolekyler är sammansatta av alkohol ochfettsyror, komplex - från alkohol, hög molekylvikt fettsyror och andra komponenter.

Klassificering av lipider

Enkla lipider är lipider som inkluderar kol (C), väte (H) och syre (O) i sin struktur.

Komplexa lipider - Dessa är lipider som förutom kol (C), väte (H) och syre (O) i sin struktur ingår kemiska grundämnen. Oftast: fosfor (P), svavel (S), kväve (N).

https:// ru. wikipedia. org/ wiki/Lipider

Litteratur:

1) Cherkasova L. S., Merezhinsky M. F., Metabolism of fats and lipids, Minsk, 1961;

2) Markman A.L., Chemistry of lipids, c. 12, Tash., 1963 – 70;

3) Tyutyunnikov B.N., Chemistry of fats, M., 1966;

4) Mahler G., Cordes K., Fundamentals of Biological Chemistry, övers. från engelska, M., 1970.

1.7. Biologiska membran. Former av lipidaggregation. Begreppet flytande kristallint tillstånd. Lateral diffusion och flip flop.

Membran De avgränsar cytoplasman från miljön och bildar även skal av kärnor, mitokondrier och plastider. De bildar en labyrint av endoplasmatiskt retikulum och staplade tillplattade vesiklar som utgör Golgi-komplexet. Membran bildar lysosomer, stora och små vakuoler av växt- och svampceller och pulserande vakuoler av protozoer. Alla dessa strukturer är fack (fack) avsedda för vissa specialiserade processer och cykler. Därför, utan membran är existensen av en cell omöjlig.

Membranstrukturdiagram: a – tredimensionell modell; b – plan bild;

1 – proteiner som gränsar till lipidskiktet (A), nedsänkta i det (B) eller penetrerar det genom (C); 2 - lager av lipidmolekyler; 3 - glykoproteiner; 4 - glykolipider; 5 - hydrofil kanal, fungerar som en por.

De biologiska membranens funktioner är följande:

1) De avgränsar cellens innehåll från den yttre miljön och innehållet i organeller från cytoplasman.

2) Tillhandahålla transport av ämnen in i och ut ur cellen, från cytoplasman till organeller och vice versa.

3) Fungera som receptorer (ta emot och omvandla signaler från omgivningen, känna igen cellsubstanser etc.).

4) De är katalysatorer (som tillhandahåller kemiska processer nära membran).

5) Delta i energiomvandling.

http:// sbio. info/ sida. php? id=15

Lateral diffusion är den kaotiska termiska rörelsen av lipid- och proteinmolekyler i membranets plan. Under lateral diffusion byter närliggande lipidmolekyler plötsligt plats, och som ett resultat av sådana successiva hopp från en plats till en annan rör sig molekylen längs membranets yta.

Molekylernas rörelse längs ytan av cellmembranet över tiden t bestämdes experimentellt med metoden för fluorescerande märkningar - fluorescerande molekylära grupper. Fluorescerande märkningar får molekyler att fluorescera, vars rörelse längs cellytan kan studeras, till exempel genom att under mikroskop studera hastigheten med vilken en fluorescerande fläck skapad av sådana molekyler sprider sig över cellytan.

Flip flop är diffusionen av membranfosfolipidmolekyler över membranet.

Hastigheten för molekyler som hoppade från en membranyta till en annan (flip-flop) bestämdes med spin-etikettmetoden i experiment på modelllipidmembran - liposomer.

Några av fosfolipidmolekylerna från vilka liposomer bildades märktes med spinnmärkningar fästa vid dem. Liposomer exponerades för askorbinsyra, vilket resulterade i att oparade elektroner på molekylerna försvann: paramagnetiska molekyler blev diamagnetiska, vilket kunde detekteras genom en minskning av arean under EPR-spektrumkurvan.

Sålunda sker hopp av molekyler från en yta av dubbelskiktet till en annan (flip-flop) mycket långsammare än hopp under lateral diffusion. Den genomsnittliga tiden efter vilken en fosfolipidmolekyl flip-flops (T ~ 1 timme) är tiotals miljarder gånger längre än den genomsnittliga tid som är karakteristisk för en molekyl som hoppar från en plats till en annan i membranets plan.

Begreppet flytande kristallint tillstånd

En solid kan vara somkristallin , alltsåamorf. I det första fallet finns det långdistansordning i arrangemanget av partiklar på avstånd som är mycket större än intermolekylära avstånd (kristallgitter). I den andra finns det ingen långvägsordning i arrangemanget av atomer och molekyler.

Skillnaden mellan en amorf kropp och en vätska är inte närvaron eller frånvaron av långväga ordning, utan karaktären av partikelrörelse. Molekyler av vätskor och fasta ämnen utför oscillerande (ibland roterande) rörelser runt jämviktspositionen. Efter en viss genomsnittlig tid ("satt livstid") hoppar molekylerna till en annan jämviktsposition. Skillnaden är att den "satta livstiden" i en vätska är mycket kortare än i ett fast tillstånd.

Lipiddubbelskiktsmembran under fysiologiska förhållanden är flytande; den "satta livstiden" för en fosfolipidmolekyl i membranet är 10 −7 – 10 −8 Med.

Molekylerna i membranet är inte slumpmässigt placerade, långvägsordning observeras i deras arrangemang. Fosfolipidmolekyler är i ett dubbelskikt, och deras hydrofoba svansar är ungefär parallella med varandra. Det finns också ordning i orienteringen av de polära hydrofila huvudena.

Ett fysiologiskt tillstånd där det finns ordning på lång räckvidd i den inbördes orienteringen och arrangemanget av molekyler, men tillståndet för aggregation är flytande, kallasflytande kristalltillstånd. Flytande kristaller kan inte bildas i alla ämnen, utan i ämnen från "långa molekyler" (vars tvärgående dimensioner är mindre än de längsgående). Olika flytande kristallstrukturer kan existera: nematiska (filamentära), när långa molekyler är orienterade parallellt med varandra; smektisk - molekyler är parallella med varandra och arrangerade i lager; Holistisk - molekyler är placerade parallellt med varandra i samma plan, men i olika plan är orienteringen av molekylerna olika.

http:// www. studfiler. ru/ förhandsvisning/1350293/

Litteratur: PÅ. Lemeza, L.V. Kamlyuk, N.D. Lisov. "En manual om biologi för sökande till universitet."

1.8. Nukleinsyror. Heterocykliska baser, nukleosider, nukleotider, nomenklatur. Rumslig struktur av nukleinsyror - DNA, RNA (tRNA, rRNA, mRNA). Ribosomer och cellkärnan. Metoder för att bestämma den primära och sekundära strukturen av nukleinsyror (sekvensering, hybridisering).

Nukleinsyror – Fosforhaltiga biopolymerer av levande organismer, som säkerställer lagring och överföring av ärftlig information.

Nukleinsyror är biopolymerer. Deras makromolekyler består av upprepade upprepade enheter, som representeras av nukleotider. Och de fick logiskt namnpolynukleotider. En av de viktigaste egenskaperna hos nukleinsyror är deras nukleotidsammansättning. Sammansättningen av en nukleotid (en strukturell enhet av nukleinsyror) inkluderartre komponenter:

– Kvävehaltig bas. Kan vara pyrimidin och purin. Nukleinsyror innehåller fyra olika typer av baser: två av dem tillhör klassen puriner och två till klassen pyrimidiner.

– Fosforsyrarester.

– Monosackarid - ribos eller 2-deoxiribos. Sockret som ingår i nukleotiden innehåller fem kolatomer, d.v.s. är en pentose. Beroende på vilken typ av pentos som finns i nukleotiden, särskiljs två typer av nukleinsyror– ribonukleinsyror (RNA), som innehåller ribos, ochdeoxiribonukleinsyror (DNA), innehållande deoxiribos.

Nukleotid I sin kärna är det en fosforester av en nukleosid.Innehåller nukleosid består av två komponenter: en monosackarid (ribos eller deoxiribos) och en kvävebas.

http :// sbio . info / sida . php ? id =11

Kvävebaser – heterocykliskorganiska föreningar, derivatpyrimidinOchpurinaingår inukleinsyror. Använd versaler för förkortning med latinska bokstäver. Kvävehaltiga baser inkluderaradenin(A),guanin(G),cytosin(C), som finns i både DNA och RNA.Timin(T) är endast en del av DNA, ochuracil(U) förekommer endast i RNA.

• kolhydraternas kemiska natur och struktur

• kolhydraters biologiska roll som kemikalier

• kolhydraters biologiska roll som föda för människor

• Kolhydrater är organiska ämnen vars molekyler består av kol-, väte- och syreatomer.

• Kolhydrater kan delas in i tre huvudgrupper: mono-, di- och polysackarider.

enkel(monosackarider) och komplex

• Baserat på deras förmåga att hydrolysera till monomerer delas kolhydrater in i två grupper: enkel(monosackarider) och komplex(oligosackarider och polysackarider).

• Komplexa kolhydrater, till skillnad från enkla, kan hydrolyseras för att bilda enkla kolhydrater, monomerer.

• Enkla kolhydrater löser sig lätt i vatten och syntetiseras i gröna växter.

• Monosackarider är kolhydrater som inte hydrolyseras (inte "nedbryts" av vatten): trioser, tetroser, pentoser (ribos, deoxiribos), hexoser (glukos, fruktos, galaktos).

• Disackarider är kolhydrater som hydrolyserar för att bilda två molekyler av monosackarider (sackaros, maltos, laktos).

• Den söta smaken av olika mono- och disackarider är olika. Således är den sötaste monosackariden, fruktos, 1,5 gånger sötare än glukos, som tas som standard. Sackaros är två gånger sötare än glukos och 4-5 gånger sötare än laktos, vilket är nästan smaklöst.

• Polysackarider - stärkelse, glykogen, dextriner, cellulosa - hydrolyseras för att bilda många monosackaridmolekyler, oftast glukos.

• Kolhydrater bildas i växtceller som ett resultat av fotosyntesen, de fungerar som en energikälla för djurceller.

• Energi – vid oxidation av 1g kolhydrater frigörs 17,6 kJ.

• Många kolhydrater (stärkelse, glykogen, sackaros) utför en lagringsfunktion, rollen som en reserv av näringsämnen.

• Vissa (ribos och deoxiribos), som ingår i RNA och DNA, utför funktionen att överföra ärftlig information.

• Kolhydrater är involverade i konstruktionen av komplexa proteiner, enzymer och hormoner.

• Kolhydrater är också livsviktiga ämnen som heparin (det förhindrar blodkoagulering).

• Strukturell funktion - polysackarider är en del av substansen i huden, senor och brosk.

• Det finns polymerer av sockerarter som ingår i cellmembranen; de säkerställer växelverkan mellan celler av samma typ och igenkänning av varandra av celler. (Förlust av förmågan att känna igen varandra är karakteristiskt för maligna tumörceller).

• Kolhydrater finns i stora mängder i livsmedel av vegetabiliskt ursprung.

• Finns oftast i människoföda stärkelse Och socker.

• Olika spannmål, mjöl och potatis är rika på stärkelse.

• Socker finns i morötter och sockerbetor.

• Fruktsocker är särskilt användbart: det absorberas lätt av kroppen.

• Honung, frukt och bär är rika på fruktsocker.

• Biologisk betydelse av kolhydrater:

• Kolhydrater utför en strukturell funktion, det vill säga de deltar i konstruktionen av olika cellulära strukturer (till exempel växtcellväggar).

• Kolhydrater spelar en skyddande roll i växter (cellväggar, bestående av döda cellers cellväggar, skyddande formationer - taggar, prickar, etc.).

• Kolhydrater utför en plastisk funktion - de lagras som en försörjning av näringsämnen, och är också en del av komplexa molekyler (till exempel är pentoser (ribos och deoxiribos) involverade i konstruktionen av ATP, DNA och RNA.

• Kolhydrater är det viktigaste energimaterialet. När 1 gram kolhydrater oxideras frigörs 4,1 kcal energi och 0,4 g vatten.

• Kolhydrater är involverade i att tillhandahålla osmotiskt tryck och osmoreglering. Så, blodet innehåller 100-110 mg/% glukos. Det osmotiska trycket i blodet beror på koncentrationen av glukos.

• Kolhydrater utför en receptorfunktion - många oligosackarider är en del av den receptiva delen av cellulära receptorer eller ligandmolekyler.

• Kolhydrater dominerar i den dagliga kosten för människor och djur. Växtätare får stärkelse, fibrer och sackaros. Köttätare får glykogen från kött.

• Djurkroppar är inte kapabla att syntetisera kolhydrater från oorganiska ämnen. De tar emot dem från växter med mat och använder dem som den huvudsakliga energikällan som erhålls i oxidationsprocessen:

• Cx(H2O)y + xO2 → xCO2 + yH2O + energi.

• I växternas gröna blad bildas kolhydrater under fotosyntesprocessen - en unik biologisk process för att omvandla oorganiska ämnen - kolmonoxid (IV) och vatten till sockerarter, vilket sker med deltagande av klorofyll på grund av solenergi:

• xCO2 + yH2O → Cx(H2O)y + xO

• En person behöver 400g kolhydrater per dag, varav högst 80g socker.

• Överskott av kolhydrater deponeras i levern och musklerna i form av animaliskt socker - glykogen.

• Överdriven konsumtion av kolhydrater leder till avlagring av fett i kroppen. (Kolhydrater kan bli till fetter).

• De viktigaste källorna till kolhydrater från mat är: bröd, potatis, pasta, flingor och godis. Socker är en ren kolhydrat. Honung, beroende på dess ursprung, innehåller 70-80% glukos och fruktos.

• En speciell brödenhet används för att indikera mängden kolhydrater i maten.

• Dessutom innehåller kolhydratgruppen också fibrer och pektiner, som är dåligt smältbara av människokroppen.

• Yrken som inte är relaterade till fysiskt arbete – 433g.

• Yrken med mekaniserad arbetskraft -433g.

• Yrken med småskalig mekanisering -558g.

• Yrken med tungt icke-mekaniserat arbete - 631g.

• Processen för igenkänning och nedbrytning av kolhydrater till enklare börjar i munhålan. Saliv innehåller enzymer för detta ändamål (ptialin), vars arbete kan bromsas ned eller elimineras av nikotin och alkohol.

• Den slutliga nedbrytningen av kolhydrater till glukos sker i tolvfingertarmen. Absorption sker genom väggarna i villi i tunntarmen in i blodkapillärerna. Glukos går genom blodkärlen till levern. Levern reglerar konstansen av glukos i blodet (0,8 -1,2 g/l).

• Kolhydrater är den huvudsakliga energikällan för muskelaktivitet. Det senare bör vara fyra gånger mer i skolbarns kost än proteiner och fetter, 280-400 g per dag.

• Lättsmälta kolhydrater (mono- och disackarider) som finns i socker, honung, sylt, konfektyr, grönsaker och frukt är viktiga. Mjölk, som innehåller laktossocker, kan också betraktas som deras källa.

• Den rekommenderade mängden godis bör ges efter måltid.

• De är en specifik mat irriterande som normaliserar tonen i nervsystemet.

• Det grundläggande behovet av kolhydrater bör täckas av stärkelse som finns i bröd, spannmål och potatis. Därför innehåller barnmat en stor mängd bakverk (300-400 g) och spannmål (upp till 35 g) per dag.

• Övervägande kolhydratnäring leder till betydande metabola störningar och en minskning av kroppens motståndskraft mot infektioner. I det här fallet finns det en eftersläpning i tillväxten och den allmänna utvecklingen av barn, fetma, en tendens till pustulära sjukdomar och utvecklingen av tandkaries.

• Balansen av kolhydrater i den balanserade kosten för 1 skolbarn bör vara som följer: stärkelse - 75%, lättsmälta kolhydrater - 20%, pektinämnen - 3%, fiber - 2% av den totala mängden kolhydrater.

• Kolhydrater bör stå för 55-60 % av kostens dagliga energivärde.

• Fiber spelar en viktig roll för att stimulera tarmens motilitet och normalisera nyttig tarmmikroflora.

• Pektinämnen hämmar spridningen av förruttnelsebakterier i tarmarna och främjar avlägsnandet av giftiga ämnen från kroppen.

För normal funktion till människokroppen Det behövs grundläggande ämnen, från vilka alla strukturella delar av cellen, vävnaden och i allmänhet hela organismen är uppbyggda. Dessa är kopplingar som:

De är alla mycket viktiga. Det är omöjligt att särskilja dem mer eller mindre betydelsefulla, eftersom bristen på någon leder kroppen till en oundviklig död. Låt oss titta på vilka föreningar som kolhydrater är och vilken roll de spelar i cellen.

Allmänt koncept för kolhydrater

Ur kemisk synvinkel är kolhydrater komplexa syrehaltiga organiska föreningar, vars sammansättning uttrycks allmän formel Cn(H2O)m. I det här fallet måste indexen antingen vara lika med eller större än fyra.

Kolhydraternas funktioner i cellen är liknande för växter, djur och människor. Låt oss titta på vad de är nedan. Dessutom är dessa föreningar själva mycket olika. Det finns en hel klassificering som förenar dem alla i en grupp och delar upp dem i olika grenar beroende på deras struktur och sammansättning.

Kemisk struktur och egenskaper

Vad är strukturen för molekyler i denna klass? Det är trots allt vad som kommer att avgöra vad kolhydraternas funktioner är i cellen, vilken roll de kommer att spela i den. Ur kemisk synvinkel är alla de ämnen som tas i beaktande aldehydalkoholer. Deras molekyl innehåller aldehydgruppen -SON, såväl som alkoholfunktionella grupper -OH.

Det finns flera varianter av formler som du kan avbilda

Genom att titta på de två sista formlerna är det möjligt att förutsäga kolhydraternas funktioner i cellen. När allt kommer omkring kommer deras egenskaper att bli tydliga, och därav deras roll.

Kemiska egenskaper som sockerarter uppvisar förklaras av närvaron av två olika funktionella grupper. Till exempel, liksom kolhydrater, kan de ge en kvalitativ reaktion med nyutfälld koppar(II)hydroxid, och liksom aldehyder oxideras de till en silverspegelreaktion.

Klassificering av kolhydrater

Eftersom det finns en stor variation av molekyler under övervägande skapade kemister enhetlig klassificering, som kombinerar alla liknande föreningar till vissa grupper. Följande typer av sockerarter särskiljs således.

1. Enkla eller monosackarider. De innehåller en underenhet. Bland dem finns pentoser, hexoser, heptoser och andra. De viktigaste och vanligaste är ribos, galaktos, glukos och fruktos.
2. Komplex. Består av flera underenheter. Disackarider - från två, oligosackarider - från 2 till 10, polysackarider - mer än 10. De viktigaste bland dem: sackaros, maltos, laktos, stärkelse, cellulosa, glykogen och andra.

Kolhydraternas funktioner i cellen och kroppen är mycket viktiga, så alla de listade molekylära varianterna är viktiga. Var och en av dem har sin egen roll. Låt oss titta på vad dessa funktioner är nedan.

Funktioner av kolhydrater i cellen

Det finns flera av dem. Det finns dock de som kan kallas grundläggande, definierande och det finns sekundära. För att bättre förstå denna fråga, bör de alla listas på ett mer strukturerat och begripligt sätt. På så sätt kommer vi att ta reda på kolhydraternas funktioner i cellen. Tabellen nedan hjälper oss med detta.

Uppenbarligen är det svårt att överskatta vikten av ämnena i fråga, eftersom de är grunden för många livsviktiga processer. Låt oss titta närmare på några av kolhydraternas funktioner i cellen.

Energifunktion

En av de mest viktiga. Ingen mat som konsumeras av en person kan ge honom så många kilokalorier som kolhydrater. När allt kommer omkring bryts exakt 1 gram av dessa ämnen ner för att frigöra 4,1 kcal (38,9 kJ) och 0,4 gram vatten. Denna produktion kan ge energi för hela organismens funktion.

Därför kan vi med tillförsikt säga att kolhydrater i cellen fungerar som leverantörer eller källor till styrka, energi, förmågan att leva, att utföra någon typ av aktivitet.

Det har länge noterats att det är godis, som mest är kolhydrater, som snabbt kan återställa styrka och ge energi. Detta gäller inte bara fysisk träning, belastningar, men också mental aktivitet. När allt kommer omkring, vad fler människor tänker, bestämmer, reflekterar, undervisar etc., ju fler biokemiska processer sker i hans hjärna. Och för att implementera dem behöver du energi. Var kan jag få tag i det? Svaret är mer troligt, produkter som innehåller dem kommer att ge det.

Den energiska funktionen som utförs av föreningarna i fråga tillåter inte bara att röra sig och tänka. Energi behövs också för många andra processer:

• bygga de strukturella delarna av cellen;
• gasutbyte;
• plast utbyte;
• ansvarsfrihet;
• blodcirkulationen etc.

Alla vitala processer kräver en energikälla för sin existens. Detta är vad kolhydrater ger levande varelser.

Plast

Ett annat namn för denna funktion är konstruktion, eller strukturell. Det talar för sig självt. Kolhydrater deltar aktivt i konstruktionen av viktiga makromolekyler i kroppen, såsom:

• ADF och andra.

Det är tack vare föreningarna vi överväger att glykolipider bildas - en av cellmembranens viktigaste molekyler. Dessutom byggs växter av cellulosa, det vill säga en polysackarid. Det är också huvuddelen av träet.

Om vi ​​pratar om djur, då i leddjur (kräftdjur, spindlar, fästingar), protister, är kitin en del av cellmembranet - samma komponent finns i svampceller.

Sålunda utför kolhydrater i cellen funktionerna byggnadsmaterial och tillåta många nya strukturer att bildas och gamla att sönderfalla med frigörandet av energi.

Lagring

Denna funktion är mycket viktig. Inte all energi som kommer in i kroppen med mat förbrukas omedelbart. En del förblir inneslutna i kolhydratmolekyler och deponeras som reserv näringsämnen.

I växter är det stärkelse, eller inulin, i cellvägg- cellulosa. Hos människor och djur - glykogen, eller animaliskt fett. Detta sker så att det alltid finns en tillförsel av energi ifall kroppen svälter. Till exempel lagrar kameler fett inte bara för att få energi när det bryts ner, utan för det mesta för att frigöra mängd som krävs vatten.

Skyddsfunktion

Tillsammans med de som beskrivits ovan är kolhydraternas funktioner i cellerna hos levande organismer också skyddande. Detta är lätt att verifiera om du analyserar den kvalitativa sammansättningen av hartset och gummit som bildas på platsen för skada på trädstrukturen. På sitt sätt kemisk natur Dessa är monosackarider och deras derivat.

Sådan trögflytande vätska tillåter inte främmande patogena organismer att tränga in i trädet och skada det. Så det visar sig att avrättningen genomförs skyddande funktion kolhydrater.

Även ett exempel på denna funktion kan vara sådana formationer i växter som taggar och taggar. Det är döda celler som huvudsakligen består av cellulosa. De skyddar växten från att ätas av djur.

Den huvudsakliga funktionen av kolhydrater i cellen

Av de funktioner som vi har listat kan vi verkligen lyfta fram den viktigaste. När allt kommer omkring är uppgiften för varje produkt som innehåller ämnena i fråga att absorberas, brytas ner och ge kroppen den energi som behövs för livet.

Därför är kolhydraternas huvudfunktion i cellen energi. Utan tillräckligt vitalitet Inte en enda process, både intern och extern (rörelse, ansiktsuttryck, etc.), kommer att kunna fortsätta normalt. Och inget ämne kan ge mer energi än kolhydrater. Därför utser vi denna roll som den viktigaste och mest betydelsefulla.

Livsmedel som innehåller kolhydrater

Låt oss sammanfatta igen. Funktionerna av kolhydrater i cellen är följande:

• energi;
• strukturell;
• lagring;
• skyddande;
• receptor;
• värmeisolering;
• katalytiska och andra.

Vilka livsmedel behöver konsumeras så att kroppen får en tillräcklig mängd av dessa ämnen varje dag? En liten lista som bara innehåller de mest kolhydratrika livsmedel hjälper oss att ta reda på detta.

1. Växter vars knölar är rika på stärkelse (potatis, jordärtskocka och andra).
2. Spannmål (ris, pärlkorn, bovete, hirs, havre, vete och andra).
3. Bröd och alla bageriprodukter.
4. Sockerrör eller är en disackarid i sin rena form.
5. Pasta och alla dess varianter.
6. Honung är till 80 % en racemisk blandning av glukos och fruktos.
7. Godis - alla konfektyrer som smakar sött är en källa till kolhydrater.

Du bör dock inte heller missbruka de listade produkterna, eftersom detta kan leda till överdriven glykogenavlagring och som en följd av fetma, såväl som diabetes.

Kolhydrater– flervärda alkoholer som innehåller aldehyd ( aldoser) eller ketogrupp ( ketos).

Kolhydrater, främst cellulosa, är vanligast organiska föreningar på marken. I däggdjurskroppen står kolhydrater för mindre än 1 % av kroppsvikten, men deras roll är extremt stor. Kolhydrater, som är komponenter i proteoglykaner, är en del av bindväv. Gliko- Och mukoproteinerär integrerad del skyddande slem av kroppen, är en del av blodplasman, bildar glykokalyx av celler. Kolhydrater är den huvudsakliga energikällan.

Baserat på molekylvikt delas kolhydrater in i:

· för monosackarider;

· oligosackarider (2–10 monosackarider);

· polysackarider (fler än 10 monosackarider).

Monosackaridär en aldehyd eller keton av en flervärd alifatisk alkohol. De enklaste monosackariderna är trioser: glyceraldehyd (aldos) och dihydroxiaceton (ketos):

Monosackarider med fyra kolatomer är tetroser, med fem är pentoser, med sex är hexoser, med sju är heptuloser och med åtta är oktuloser.

Monosackarider är optiskt aktiva föreningar. Deras optiska aktivitet bestäms av en asymmetrisk kolatom (dvs en där alla fyra valenserna är associerade med olika radikaler). Den enklaste aldosen, glyceraldehyd, har redan en sådan asymmetrisk atom. Det finns två möjliga rumsliga varianter, som är spegelbilder av varandra och inte kan kombineras under rotation. De kallas rumsliga isomerer eller stereoisomerer; för monosackarider med ett stort antal kirala centra används konfigurationen av det kirala centret längst bort från oxogruppen för jämförelse med glyceraldehyd. Dessutom, om konfigurationen av en sådan kolatom sammanfaller med konfigurationen D- glyceraldehyd (i dess projektionsformel är OH-grupperna placerade till höger, dexter är till höger), då i allmänhet tillhör monosackariden D-rad, när den sammanfaller med L-glyceraldehyd – till L- rad (leavus – vänster). De kemiska egenskaperna hos stereoisomerer är desamma, men den optiska aktiviteten (rotationsvinkeln för planet för polariserat ljus när det passerar genom en sockerlösning) är annorlunda. Rotationsriktningen för ljusets polariseringsplan av monosackarider indikeras av tecknen "+" - till höger och "-" - till vänster och är inte relaterad till deras tillhörighet till D- Och L-rader. Tecknet bestäms experimentellt. För glyceraldehyd visade sig alltså högervridande (+) vara D-form.

När kolkedjan i monosackarider förlängs ökar antalet asymmetriska kolatomer och antalet stereoisomerer blir 2 n (n– antal asymmetriska atomer C). Således kommer hexoser med 4 asymmetriska kolatomer att ha 16 stereoisomerer och 8 olika kemiskt olika föreningar. De allra flesta naturliga monosackarider tillhör D- rad. Cellenzymer skiljer strikt mellan stereoisomerer, syntetiserar och orsakar huvudsakligen nedbrytning D-monosackarider.

Monosackarider kan finnas i öppna och cykliska former(5-ledad - furanosring, 6-ledad - pyranosring). Bildandet av en ring leder till uppkomsten av ett ytterligare kiralitetscentrum vid den första kolatomen. Detta centrum kallas anomer, och de motsvarande två stereoisomererna kallas a- och b-anomerer. I a-anomeren sammanfaller konfigurationen av det anomeriska centret med konfigurationen av det "terminala" kirala centret, medan det i anomeren är det motsatta.

De kemiska egenskaperna hos olika monosackarider är liknande på grund av likheten i deras struktur.

1. De har egenskaper reduktionsmedel(på grund av närvaron av en aldehydgrupp i deras molekyl), vilket gör det möjligt att utföra kvalitativa och kvantifiering sockerarter Baserat på denna fastighet O-toluidinmetod för bestämning av blodsockernivåer och Trommer, Nylander-reaktionen för bestämning av socker i urin. Dessa metoder är dock inte tillräckligt specifika, eftersom förutom glukos även andra reducerande sockerarter ger en färgreaktion.

2. Under oxidationen av monosackarider bildas de uronsyror, varav den viktigaste är glukuronsyra, som är en del av bindvävens huvudämne.

3. Monosackarider kan bildas etrar; Fosforestrar av hexoser (glukos, fruktos, galaktos) och pentoser (ribos och deoxiribos) är särskilt viktiga, eftersom det är fosforylerade sockerarter som deltar i metabola reaktioner.

4. Monosackarider kan fästa en aminogrupp (det bildas glukosaminer) och acetyleras.

OBS! Monosackarider kan binda till varandra

Oligosackarider. Av särskild betydelse för mänsklig näring är disackarider: sackaros(glukos + fruktos), maltos(två glukosrester) och laktos(glukos + galaktos). Laktos, som kallas mjölksocker, är den huvudsakliga kolhydraten i mjölk.

Sackaros – rörsocker (betor); Eftersom fruktos i sackaros representeras av en 5-ledad (furanos) ring associerad med aldehydgruppen av glukos, uppvisar fruktos inte egenskaperna hos ett reduktionsmedel.

Bindningen som uppstår mellan monosackarider kallas glykosid. Det bildas mellan OH-gruppen C - 1 monosackarid och C-4 OH-gruppen av en annan; i detta fall, på grund av asymmetrin hos den första kolatomen i den cykliska formen av monosackariden, kan två typer av konfiguration uppstå: en α-glykosidbindning (om båda OH-grupperna är i samma position i strukturen) av ringen och en β-glykosidbindning (om båda OH-grupperna är i olika positioner i förhållande till ringen):

Enzymer har specificitet med avseende på typen av glykosidbindning, som har avgörande betydelse i näring. Således är amylas, som bryter ner stärkelse och glykogen a-glykosidas. Enzym som bryts ner β- glykosidbindningar saknas hos människor, därför cellulosa (består av glukosrester kopplade β- glykosidbindning) smälts inte. Termiter och några andra insekter smälter cellulosa.

Cellulosa (fiber) syftar på polysackarider . Tillsammans med stärkelse är det växternas huvudsakliga kolhydrat. Den viktigaste mänskliga polysackariden, också byggd av glukosrester, är glykogen. Stärkelse och glykogen representeras av grenade kedjor av glukos. Enligt den kemiska strukturen är cellulosa, stärkelse och glykogen homo polysackarider (strukturen av glykogen beskrivs nedan).

Hetero polysackarider representeras av mukopolysackarider, proteoglykaner och glykoproteiner (mer om detta i kapitel 17).

OBS! Kolhydrater är inte bara energikällor

Inom näring är det huvudsakliga biologiska värdet av kolhydrater stärkelse och glykogen, som lätt absorberas av kroppen med frigörande av energi under deras nedbrytning. Cellulosa och heteropolysackarid pektinÄven om de inte kan brytas ned av tarmens enzymer, är de också mycket viktiga i näring.

Cellulosa stimulerar tarmens rörlighet och gallsekretion, håller kvar vatten och ökar volymen avföring, och därigenom förhindrar uppkomsten av förstoppning (förebyggande av kolorektal cancer), förhindrar det absorptionen av matkolesterol och adsorption av fiber Gallsyror försvagar deras kocarcinogena effekt på tjocktarmens slemhinna.

Pektin kan binda tungmetaller, inklusive radionuklider, vilket minskar deras inträde i kroppsvävnader. Bananer, äpplen, röda och svarta vinbär är rika på pektin.

Det biologiska värdet av kolhydrater är inte begränsat till deras energi betydelse (vi noterar särskilt att glukos är huvudleverantören av energi för nervvävnad och njurbarken, och för erytrocyter - och den enda). De uppträder i kroppen plast(strukturell) funktion, är en del av glykoproteiner, intercellulär substans i bindväv, glykokalyx plasmamembran celler; Monosackariderna ribos och deoxiribos är strukturella komponenter i nukleinsyror.

Anabol funktionen hos kolhydrater är att de är den huvudsakliga källan till substrat för syntes av fettsyror, och nedbrytningsprodukterna av glukos (a-ketosyror) fungerar som ett substrat för syntesen av glykogena aminosyror. Neutraliserande funktionen av kolhydrater är också betydande: UDP-glukuronsyra i levern binder många giftiga föreningar, vilket ger dem större hydrofilicitet och förmåga att lösas upp i gallan. Extremt viktigt receptor funktion av kolhydrater - eftersom de är en integrerad del av många antikroppar säkerställer de "igenkänning" av deras antigener; kolhydrater är en del av hormonreceptorer och neurotransmittorer, som deltar i regleringen av cellaktivitet.

OBS! Matsmältningen av kolhydrater börjar i munhålan

I munhålan smälts kolhydrater av ett enzym i saliven a-amylas. Enzymet klyver interna α(1→4)-glykosidbindningar. I detta fall bildas produkter av ofullständig hydrolys av stärkelse (eller glykogen) - dextriner. Maltos bildas också i små mängder. Det aktiva centret av α-amylas innehåller Ca 2+ joner. Enzymet aktiveras av Na+-joner.

I magsyra nedbrytning av kolhydrater hämmas, eftersom amylas in sur miljö inaktiverad.

Den huvudsakliga platsen för kolhydratsmältningen är tolvfingertarmen, där det utsöndras som en del av bukspottkörteljuice α- amylas. Detta enzym fullbordar nedbrytningen av stärkelse och glykogen, påbörjad av salivamylas, till maltos. Hydrolys av α(1→6)-glykosidbindningen katalyseras av tarmens enzymer amylo-1,6-glukosidas och oligo-1,6-glukosidas .

Nedbrytning av maltos och disackarider som tillförs mat sker i området kring borstgränsen av epitelceller (enterocyter) tunntarm. Disackaridaser är integrerade proteiner i enterocytmikrovilli. De bildar ett multienzymkomplex bestående av fyra enzymer, vars aktiva centra är riktade in i tarmens lumen.

1M altaza(a-glukosidas) hydrolyserar maltos för två molekyler D-glukos.

2. Laktas(b-galaktosidas) hydrolyserar laktos på D-galaktos och D-glukos.

3. Isomaltas/sukras(enzym dubbelverkande) har två aktiva centra belägna i olika domäner. Enzymet hydrolyserar sackaros innan D-fruktos och D-glukos, och med hjälp av ett annat aktivt centrum katalyserar enzymet hydrolys isomaltos upp till två molekyler D-glukos.

Mjölkintolerans hos vissa människor, manifesterad av buksmärtor, uppblåsthet (flatulens) och diarré, beror på en minskning av laktasaktiviteten. Det finns tre typer av laktasbrist.

1. Ärftlig laktasbrist. Symtom på nedsatt tolerans utvecklas mycket snabbt efter födseln . Att äta en laktosfri diet resulterar i att symtomen löses.

2. Låg aktivitet primära laktaser(gradvis minskning av laktasaktivitet hos känsliga individer). Hos 15 % av barnen i Europa och 80 % av barnen i länderna i öst, Asien, Afrika och Japan, upphör syntesen av detta enzym gradvis när de blir äldre och vuxna utvecklar mjölkintolerans, åtföljd av ovanstående symtom. Mejeriprodukter tolereras väl av sådana människor.

2. Låg sekundär laktasaktivitet. Osmältbarhet av mjölk är ofta en konsekvens tarmsjukdomar(tropiska och icke-tropiska former av sprue, kwashiorkor, kolit, gastroenterit).

Symtom som liknar de som beskrivs för laktasbrist är karakteristiska för brister på andra disackaridaser. Behandlingen syftar till att eliminera motsvarande disackarider från kosten.

OBS! In i cellerna olika organ glukos kommer in genom olika mekanismer

Huvudprodukterna för fullständig nedbrytning av stärkelse och disackarider är glukos, fruktos och galaktos. Monosackarider kommer in i blodet från tarmen och övervinner två barriärer: borstens kantmembran som vetter mot tarmens lumen och enterocytens basolaterala membran.

Det finns två kända mekanismer för inträde av glukos i celler: underlättad diffusion och sekundär aktiv transport associerad med överföringen av Na+-joner.

Glukostransportörer (GLUT), tillhandahåller en mekanism för att underlätta dess diffusion genom cellmembran bildar en familj av besläktade homologa proteiner, karaktäristiskt drag vars struktur är en lång polypeptidkedja som bildar 12 transmembrana spiralsegment (Fig. 5.1). En av domänerna som ligger på membranets yttre yta innehåller en oligosackarid. N- Och C- transportörens terminalsektioner är vända mot insidan av cellen. De 3:e, 5:e, 7:e och 11:e transmembransegmenten av transportören verkar bilda en kanal genom vilken glukos kommer in i cellen. En förändring i konformationen av dessa segment säkerställer processen för glukosförflyttning in i cellen. Transportörer av denna familj innehåller 492-524 aminosyrarester och skiljer sig i sin affinitet för glukos. Varje transportör verkar utföra specifika funktioner.