Organiske forbindelser som er hovedkilden til energi kalles karbohydrater. Sukker finnes oftest i matvarer av planteopprinnelse. Mangel på karbohydrater kan forårsake leverdysfunksjon, og et overskudd av dem fører til en økning i insulinnivået. La oss snakke om sukker mer detaljert.

Hva er karbohydrater?

Dette er organiske forbindelser som inneholder en karbonylgruppe og flere hydroksylgrupper. De er en del av organismers vev og er også en viktig komponent i celler. Det finnes mono-, oligo- og polysakkarider, samt mer komplekse karbohydrater som glykolipider, glykosider og andre. Karbohydrater er et produkt av fotosyntese, så vel som hovedutgangsmaterialet for biosyntese av andre forbindelser i planter. På grunn av det store utvalget av forbindelser, er denne klassen i stand til å spille mangefasetterte roller i levende organismer. Ved å gjennomgå oksidasjon gir karbohydrater energi til alle celler. De deltar i utviklingen av immunitet og er også en del av mange cellulære strukturer.

Typer sukker

Organiske forbindelser er delt inn i to grupper - enkle og komplekse. Karbohydrater av den første typen er monosakkarider som inneholder en karbonylgruppe og er derivater av flerverdige alkoholer. Den andre gruppen inkluderer oligosakkarider og polysakkarider. Den første består av monosakkaridrester (fra to til ti), som er forbundet med en glykosidbinding. Sistnevnte kan inneholde hundrevis og til og med tusenvis av monomerer. Tabellen over karbohydrater som oftest finnes er som følger:

1. Glukose.
2. Fruktose.
3. Galaktose.
4. sukrose.
5. Laktose.
6. Maltose.
7. Raffinosa.
8. Stivelse.
9. Cellulose.
10. Kitin.
11. Muramin.
12. Glykogen.

Listen over karbohydrater er omfattende. La oss se på noen av dem mer detaljert.

Enkel gruppe karbohydrater

Avhengig av stedet okkupert av karbonylgruppen i molekylet, skilles to typer monosakkarider - aldoser og ketoser. I førstnevnte er den funksjonelle gruppen aldehyd, i sistnevnte er det keton. Avhengig av antall karbonatomer som er inkludert i molekylet, dannes navnet på monosakkaridet. For eksempel aldoheksoser, aldotetroser, ketotrioser og så videre. Disse stoffene er oftest fargeløse og dårlig løselige i alkohol, men løselige i vann. Enkle karbohydrater i mat er faste og hydrolyseres ikke under fordøyelsen. Noen av representantene har en søt smak.

Grupperepresentanter

Hva er enkle karbohydrater? For det første er det glukose, eller aldoheksose. Den finnes i to former - lineær og syklisk. Den andre formen beskriver mest nøyaktig de kjemiske egenskapene til glukose. Aldoheksose inneholder seks karbonatomer. Stoffet har ingen farge, men det smaker søtt. Det løser seg godt i vann. Du kan finne glukose nesten overalt. Det finnes i plante- og dyreorganer, så vel som i frukt. I naturen dannes aldoheksose under fotosyntesen.

For det andre er det galaktose. Stoffet skiller seg fra glukose i det romlige arrangementet av hydroksyl- og hydrogengruppene ved det fjerde karbonatomet i molekylet. Har en søt smak. Det finnes i dyre- og planteorganismer, så vel som i noen mikroorganismer.

Og den tredje representanten enkle karbohydrater- fruktose. Stoffet er det søteste sukkeret man får i naturen. Det finnes i grønnsaker, frukt, bær, honning. Det absorberes lett av kroppen og elimineres raskt fra blodet, noe som gjør det egnet for bruk av pasienter med diabetes. Fruktose er lavt i kalorier og forårsaker ikke tannråte.

Mat rik på enkle sukkerarter

1. 90 g - maissirup.
2. 50 g - raffinert sukker.
3. 40,5 g - honning.
4. 24 g - fiken.
5. 13 g - tørkede aprikoser.
6. 4 g - fersken.

Daglig forbruk av dette stoffet bør ikke overstige 50 g. Når det gjelder glukose, vil forholdet i dette tilfellet være litt annerledes:

1. 99,9 g - raffinert sukker.
2. 80,3 g - honning.
3. 69,2 g - dadler.
4. 66,9 g - perlebygg.
5. 61,8 g - havreflak.
6. 60,4 g - bokhvete.

For å beregne det daglige inntaket av et stoff, må du gange vekten din med 2,6. Enkle sukkerarter gir energi til menneskekroppen og hjelper til med å takle ulike giftstoffer. Men vi må ikke glemme at med enhver bruk må det være måtehold, ellers vil ikke alvorlige konsekvenser vente på seg.

Oligosakkarider

De vanligste artene i denne gruppen er disakkarider. Hva er karbohydrater som inneholder flere monosakkaridrester? De er glykosider som inneholder monomerer. Monosakkarider er knyttet sammen av en glykosidbinding, som dannes som et resultat av kombinasjonen av hydroksylgrupper. Basert på deres struktur er disakkarider delt inn i to typer: reduserende og ikke-reduserende. Den første inkluderer maltose og laktose, og den andre inkluderer sukrose. Den reduserende typen har god løselighet og en søt smak. Oligosakkarider kan inneholde mer enn to monomerer. Hvis monosakkaridene er de samme, tilhører et slikt karbohydrat gruppen homopolysakkarider, og hvis de er forskjellige, så til heteropolysakkarider. Et eksempel på sistnevnte type er trisakkaridet raffinose, som inneholder glukose, fruktose og galaktoserester.

Laktose, maltose og sukrose

Sistnevnte stoff løses godt opp og har en søtlig smak. Sukkerrør og rødbeter er kilder til disakkaridet. I kroppen, under hydrolyse, brytes sukrose ned til glukose og fruktose. Disakkaridet finnes i store mengder i raffinert sukker (99,9 g per 100 g produkt), svisker (67,4 g), druer (61,5 g) og andre produkter. Med et overskudd av dette stoffet øker evnen til å bli til fett hos nesten alle næringsstoffer. Kolesterolnivået i blodet øker også. Store mengder sukrose påvirker tarmfloraen negativt.

Melkesukker, eller laktose, finnes i melk og dets derivater. Karbohydratet brytes ned til galaktose og glukose takket være et spesielt enzym. Hvis det ikke er i kroppen, oppstår melkintoleranse. Maltsukker eller maltose er et mellomprodukt ved nedbrytning av glykogen og stivelse. I matvarer finnes stoffet i malt, melasse, honning og spiret korn. Sammensetningen av karbohydrater laktose og maltose er representert av monomerrester. Bare i det første tilfellet er de D-galaktose og D-glukose, og i det andre er stoffet representert av to D-glukoser. Begge karbohydrater er reduserende sukker.

Polysakkarider

Hva er komplekse karbohydrater? De skiller seg fra hverandre på flere måter:

1. I henhold til strukturen til monomerene som inngår i kjeden.

2. I henhold til rekkefølgen monosakkaridene finnes i kjeden.

3. Etter typen glykosidbindinger som forbinder monomerer.

Som med oligosakkarider, kan homo- og heteropolysakkarider skilles i denne gruppen. Den første inkluderer cellulose og stivelse, og den andre inkluderer kitin og glykogen. Polysakkarider er en viktig energikilde som dannes som følge av metabolisme. De er involvert i immunprosesser, så vel som i adhesjon av celler i vev.

Listen over komplekse karbohydrater er representert av stivelse, cellulose og glykogen, vi vil se på dem mer detaljert. En av hovedleverandørene av karbohydrater er stivelse. Dette er forbindelser som inkluderer hundretusenvis av glukoserester. Karbohydratet fødes og lagres i form av korn i planters kloroplaster. Takket være hydrolyse blir stivelse til vannløselige sukkerarter, noe som letter fri bevegelse gjennom deler av planten. En gang i menneskekroppen begynner karbohydratet å gå i oppløsning i munnen. De største mengdene stivelse finnes i korn, knoller og planteløker. I kostholdet utgjør det omtrent 80 % av den totale mengden karbohydrater som konsumeres. Den største mengden stivelse, per 100 g produkt, finnes i ris - 78 g. Litt mindre i pasta og hirse - 70 og 69 g. Ett hundre gram rugbrød inkluderer 48 g stivelse, og i samme del av poteter når mengden bare 15 g. Menneskekroppens daglige behov for dette karbohydratet er 330-450 g.

Kornprodukter inneholder også fiber, eller cellulose. Karbohydratet er en del av celleveggene til planter. Hans bidrag er 40-50%. En person er ikke i stand til å fordøye cellulose, siden det ikke er noe nødvendig enzym som vil utføre hydrolyseprosessen. Men myke fibertyper, som poteter og grønnsaker, kan tas godt opp i fordøyelseskanalen. Hva er innholdet av dette karbohydratet i 100 g mat? Rug og hvetekli er de rikeste matvarene på fiber. Innholdet når 44 g. Kakaopulver inkluderer 35 g næringsrike karbohydrater, og tørket sopp bare 25. Nyper og malt kaffe inneholder 22 og 21 g. En av de rikeste fruktene i fiber er aprikoser og fiken. Karbohydratinnholdet i dem når 18 g. En person trenger å spise opptil 35 g cellulose per dag. Dessuten oppstår det største behovet for karbohydrater mellom 14 og 50 år.

Polysakkaridet glykogen brukes som energimateriale for god funksjon av muskler og organer. Den har ingen næringsverdi, siden innholdet i maten er ekstremt lavt. Karbohydratet kalles noen ganger animalsk stivelse på grunn av dens lignende struktur. I denne formen lagres glukose i dyreceller (i største mengder i lever og muskler). I leveren til voksne kan mengden karbohydrat nå opp til 120 g. Lederne når det gjelder glykogeninnhold er sukker, honning og sjokolade. Dadler, rosiner, marmelade, søte sugerør, bananer, vannmelon, persimmoner og fiken har også et høyt karbohydratinnhold. Daglig norm glykogen er lik 100 g per dag. Hvis en person spiller intensiv sport eller utfører flott jobb forbundet med mental aktivitet, bør mengden karbohydrater økes. Glykogen er et lettfordøyelig karbohydrat som lagres i reserve, noe som betyr at det kun brukes når det mangler energi fra andre stoffer.

Polysakkarider inkluderer også følgende stoffer:

1. Kitin. Det er en del av de kåte membranene til leddyr, finnes i sopp, lavere planter og virvelløse dyr. Stoffet spiller rollen som et støttemateriale og utfører også mekaniske funksjoner.

2. Muramin. Det er tilstede som et mekanisk støttemateriale for bakteriecelleveggen.

3. Dextrans. Polysakkarider fungerer som erstatninger for blodplasma. De oppnås ved virkningen av mikroorganismer på en sukroseløsning.

4. Pektinstoffer. Når de kombineres med organiske syrer, kan de danne gelé og marmelade.

Proteiner og karbohydrater. Produkter. Liste

Menneskekroppen trenger en viss mengde næringsstoffer hver dag. For eksempel bør karbohydrater konsumeres med en hastighet på 6-8 g per 1 kg kroppsvekt. Hvis en person fører en aktiv livsstil, vil mengden øke. Karbohydrater finnes nesten alltid i matvarer. La oss lage en liste over deres tilstedeværelse per 100 g mat:

1. De største mengdene (over 70 g) finnes i sukker, müsli, marmelade, stivelse og ris.
2. Fra 31 til 70 g - i mel og konfektprodukter, pasta, frokostblandinger, tørket frukt, bønner og erter.
3. Fra 16 til 30 g karbohydrater inneholder bananer, iskrem, nyper, poteter, tomatpuré, kompotter, kokos, solsikkefrø og cashewnøtter.
4. Fra 6 til 15 g - i persille, dill, rødbeter, gulrøtter, stikkelsbær, rips, bønner, frukt, nøtter, mais, øl, gresskarfrø, tørket sopp og så videre.
5. Opptil 5 g karbohydrater finnes i grønn løk, tomater, zucchini, gresskar, kål, agurker, tranebær, meieriprodukter, egg og så videre.

Næringsstoffet bør ikke komme inn i kroppen mindre enn 100 g per dag. Ellers vil ikke cellen motta energien den trenger. Hjernen vil ikke være i stand til å utføre sine funksjoner for analyse og koordinering, derfor vil musklene ikke motta kommandoer, noe som til slutt vil føre til ketose.

Vi forklarte hva karbohydrater er, men foruten dem er proteiner et essensielt stoff for livet. De er en kjede av aminosyrer knyttet sammen med en peptidbinding. Avhengig av sammensetningen er proteiner forskjellige i egenskapene deres. For eksempel spiller disse stoffene rollen som byggemateriale, siden hver celle i kroppen inkluderer dem i sammensetningen. Noen typer proteiner er enzymer og hormoner, samt en energikilde. De påvirker utviklingen og veksten av kroppen, regulerer syre-base og vannbalansen.

Tabellen over karbohydrater i mat viste at i kjøtt og fisk, så vel som i noen typer grønnsaker, er antallet minimalt. Hva er proteininnholdet i maten? Det rikeste produktet er matgelatin, per 100 g inneholder det 87,2 g av stoffet. Deretter kommer sennep (37,1 g) og soya (34,9 g). Forholdet mellom proteiner og karbohydrater i daglig forbruk per 1 kg vekt bør være 0,8 g og 7 g. For bedre absorpsjon av det første stoffet er det nødvendig å spise mat der det tar en lett form. Dette gjelder proteiner som finnes i fermenterte melkeprodukter og egg. Proteiner og karbohydrater kombineres dårlig i ett måltid. Tabellen over separate måltider viser hvilke variasjoner som best unngås:

1. Ris med fisk.
2. Poteter og kylling.
3. Pasta og kjøtt.
4. Smørbrød med ost og skinke.
5. Panert fisk.
6. Nøttebrownies.
7. Omelett med skinke.
8. Mel med bær.
9. Melon og vannmelon bør spises hver for seg en time før hovedmåltidet.

Gå bra med:

1. Kjøtt med salat.
2. Fisk med grønnsaker eller grillet.
3. Ost og skinke hver for seg.
4. Hele nøtter.
5. Omelett med grønnsaker.

Reglene for separat ernæring er basert på kunnskap om biokjemiens lover og informasjon om enzymers og matjuicers arbeid. For god fordøyelse krever enhver type mat et individuelt sett med magevæsker, en viss mengde vann, et alkalisk eller surt miljø og tilstedeværelse eller fravær av enzymer. For eksempel krever mat rik på karbohydrater fordøyelsessaft med alkaliske enzymer som bryter ned disse organiske stoffene for bedre fordøyelse. Men mat rik på proteiner krever allerede sure enzymer... Ved å følge enkle regler for matching av produkter, styrker en person helsen og opprettholder en konstant vekt, uten hjelp av dietter.

"Dårlige" og "gode" karbohydrater

"Raske" (eller "feil") stoffer er forbindelser som inneholder et lite antall monosakkarider. Slike karbohydrater kan raskt absorberes, øke blodsukkernivået, og også øke mengden insulin som frigjøres. Sistnevnte senker blodsukkernivået ved å omdanne det til fett. Å spise karbohydrater etter lunsj utgjør den største faren for en person som følger vekten sin. På dette tidspunktet er kroppen mest utsatt for å øke fettmassen. Hva inneholder egentlig feil karbohydrater? Produkter oppført nedenfor:

1. Konfekt.

3. Jam.

4. Søt juice og kompotter.

7. Poteter.

8. Pasta.

9. Hvit ris.

10. Sjokolade.

Dette er hovedsakelig produkter som ikke krever lang koking. Etter et slikt måltid må du bevege deg mye, ellers vil overvekten gjøre seg gjeldende.

"Riktige" karbohydrater inneholder mer enn tre enkle monomerer. De absorberes sakte og forårsaker ikke en kraftig økning i sukker. Denne typen karbohydrater inneholder en stor mengde fiber, som praktisk talt ikke fordøyes. I denne forbindelse forblir en person mett i lang tid; det kreves ekstra energi for å bryte ned slik mat; i tillegg blir kroppen naturlig renset. La oss lage en liste over komplekse karbohydrater, eller rettere sagt, matvarene de finnes i:

1. Kli og grovt brød.
2. Bokhvete og havregrøt.
3. Grønne grønnsaker.
4. Grov pasta.
5. Sopp.
6. Erter.
7. Røde bønner.
8. Tomater.
9. Meieriprodukter.
10. Frukt.
11. Bitter sjokolade.
12. Bær.
13. Linser.

For å holde deg i god form, må du spise mer "gode" karbohydrater i maten og så lite "dårlige" som mulig. Sistnevnte tas best i første halvdel av dagen. Hvis du trenger å gå ned i vekt, er det bedre å utelukke bruken av "feil" karbohydrater, siden når du bruker dem, mottar en person mat i et større volum. De "riktige" næringsstoffene har lavt kaloriinnhold og kan gjøre at du føler deg mett i lang tid. Dette betyr ikke en fullstendig avvisning av "dårlige" karbohydrater, men bare deres rimelige bruk.

Generelle egenskaper, struktur og egenskaper til karbohydrater.

Karbohydrater - dette er flerverdige alkoholer som inneholder, i tillegg til alkoholgrupper, en aldehyd- eller ketogruppe.

Avhengig av typen gruppe i molekylet, skilles aldoser og ketoser.

Karbohydrater er svært utbredt i naturen, spesielt i planteverdenen, hvor de utgjør 70–80 % av tørrstoffmassen til cellene. I dyrekroppen utgjør de bare omtrent 2 % av kroppsvekten, men her er deres rolle ikke mindre viktig.

Karbohydrater kan lagres i form av stivelse i planter og glykogen i kroppen til dyr og mennesker. Disse reservene brukes etter behov. I menneskekroppen avsettes karbohydrater hovedsakelig i leveren og musklene, som er dens depot.

Blant andre komponenter i kroppen til høyerestående dyr og mennesker, utgjør karbohydrater 0,5% av kroppsvekten. Karbohydrater er imidlertid viktige for kroppen. Disse stoffene, sammen med proteiner i form proteoglykaner danner grunnlaget for bindevev. Karbohydratholdige proteiner (glykoproteiner og mukoproteiner) - komponent kroppsslim (beskyttende, omsluttende funksjoner), plasmatransportproteiner og immunologisk aktive forbindelser (gruppespesifikke blodstoffer). Noen karbohydrater tjener som "reservedrivstoff" for organismer for å få energi.

Funksjoner av karbohydrater:

• Energi – Karbohydrater er en av de viktigste energikildene for kroppen, og gir minst 60 % av energikostnadene. For aktiviteten til hjernen, blodcellene og nyremargen tilføres nesten all energi gjennom oksidasjon av glukose. Ved fullstendig nedbrytning frigjøres 1 g karbohydrater 4,1 kcal/mol(17,15 kJ/mol) energi.

• Plast – Karbohydrater eller deres derivater finnes i alle celler i kroppen. De er en del av biologiske membraner og celleorganeller, deltar i dannelsen av enzymer, nukleoproteiner, etc. I planter tjener karbohydrater hovedsakelig som støttemateriale.

• Beskyttende – viskøse sekreter (slim), utskilt av ulike kjertler, er rike på karbohydrater eller deres derivater (mukopolysakkarider, etc.). De beskytter de indre veggene til de hule organene i mage-tarmkanalen og luftveiene mot mekaniske og kjemiske påvirkninger, og penetrering av patogene mikrober.

• Regulatorisk – menneskelig mat inneholder en betydelig mengde fiber, hvis grove struktur forårsaker mekanisk irritasjon av slimhinnen i magen og tarmene, og deltar dermed i reguleringen av peristaltikken.

• Spesifikk – individuelle karbohydrater utfører spesielle funksjoner i kroppen: de deltar i ledning av nerveimpulser, dannelse av antistoffer, sikrer spesifisiteten til blodgrupper, etc.

Karbohydratenes funksjonelle betydning avgjør behovet for å gi kroppen disse næringsstoffene. Det daglige behovet for karbohydrater for en person er i gjennomsnitt 400 - 450 g, tatt i betraktning alder, type arbeid, kjønn og noen andre faktorer.

Elementær sammensetning. Karbohydrater består av følgende kjemiske elementer: karbon, hydrogen og oksygen. De fleste karbohydrater har den generelle formelen C n (H 2 O ) n. Karbohydrater er forbindelser som består av karbon og vann, som er grunnlaget for navnet deres. Men blant karbohydrater er det stoffer som ikke samsvarer med den gitte formelen, for eksempel rhamnose C 6 H 12 O 5 osv. Samtidig er det kjent stoffer hvis sammensetning tilsvarer den generelle formelen for karbohydrater, men i form av av deres egenskaper tilhører de ikke dem (eddiksyre C 2 H 12 O 2). Derfor er navnet "karbohydrater" ganske vilkårlig og samsvarer ikke alltid med den kjemiske strukturen til disse stoffene.

Karbohydrater- dette er organiske stoffer som er aldehyder eller ketoner av flerverdige alkoholer.

Monosakkarider

Monosakkarider er flerverdige alifatiske alkoholer som inneholder en aldehydgruppe (aldoser) eller en ketogruppe (ketoser).

Monosakkarider er faste, krystallinske stoffer som er løselige i vann og har en søtlig smak. Under visse forhold oksideres de lett, som et resultat av at aldehydalkoholer omdannes til syrer, som et resultat av at aldehydalkoholer omdannes til syrer, og ved reduksjon til de tilsvarende alkoholene.

Kjemiske egenskaper til monosakkarider :

• Oksidasjon til mono-, dikarboksylsyre og glykuronsyre;

• Reduksjon til alkoholer;

• Dannelse av estere;

• Dannelse av glykosider;

• Fermentering: alkohol, melkesyre, sitronsyre og smørsyre.

Monosakkarider som ikke kan hydrolyseres til enklere sukkerarter. Typen monosakkarid avhenger av lengden på hydrokarbonkjeden. Avhengig av antall karbonatomer er de delt inn i trioser, tetroser, pentoser og heksoser.

Trioser: glyceraldehyd og dihydroksyaceton, de er mellomprodukter av glukose nedbrytning og er involvert i syntesen av fett. begge triosene kan fremstilles fra alkoholen glyserol ved dehydrogenering eller hydrogenering.

Tetroser: erythrose - deltar aktivt i metabolske prosesser.

Pentoser: ribose og deoksyribose er komponenter av nukleinsyrer, ribulose og xylulose er mellomprodukter av glukoseoksidasjon.

Heksoser: de er mest representert i dyre- og planteverdenen og spiller en stor rolle i metabolske prosesser. Disse inkluderer glukose, galaktose, fruktose, etc.

Glukose (druesukker) . Det er hovedkarbohydratet til planter og dyr. Den viktige rollen til glukose forklares av det faktum at det er hovedkilden til energi, danner grunnlaget for mange oligo- og polysakkarider, og er involvert i å opprettholde osmotisk trykk. Transporten av glukose inn i cellene reguleres i mange vev av bukspyttkjertelhormonet insulin. I en celle under flertrinn kjemiske reaksjoner Glukose omdannes til andre stoffer (mellomprodukter dannet under nedbrytningen av glukose brukes til syntese av aminosyrer og fett), som til slutt oksideres til karbondioksid og vann, og frigjør energi som brukes av kroppen for å støtte liv. Nivået av glukose i blodet brukes vanligvis til å bedømme tilstanden til karbohydratmetabolismen i kroppen. Når nivået av glukose i blodet synker eller konsentrasjonen er høy og det er umulig å bruke det, slik som skjer med diabetes, oppstår døsighet og bevissthetstap kan oppstå (hypoglykemisk koma). Hastigheten med hvilken glukose kommer inn i vevet i hjernen og leveren, er ikke avhengig av insulin og bestemmes kun av konsentrasjonen i blodet. Disse vevene kalles insulinuavhengige. Uten tilstedeværelse av insulin vil ikke glukose komme inn i cellen og vil ikke bli brukt som drivstoff.

Galaktose. En romlig isomer av glukose, forskjellig i plasseringen av OH-gruppen ved det fjerde karbonatomet. Det er en del av laktose, noen polysakkarider og glykolipider. Galaktose kan isomeriseres til glukose (i leveren, brystkjertelen).

Fruktose (fruktsukker). Finnes i store mengder i planter, spesielt frukt. Det er mye av det i frukt, sukkerroer og honning. Isomeriserer enkelt til glukose. Nedbrytningsveien til fruktose er kortere og energimessig gunstigere enn for glukose. I motsetning til glukose, kan det trenge fra blodet inn i vevsceller uten at insulin deltar. Av denne grunn anbefales fruktose som den sikreste kilden til karbohydrater for diabetikere. Noe av fruktosen kommer inn i levercellene, som omdanner den til et mer allsidig "drivstoff" - glukose, så fruktose kan også øke blodsukkernivået, men i mye mindre grad enn andre enkle sukkerarter.

Av kjemisk struktur glukose og galaktose er aldehydalkoholer, fruktose er en ketonalkohol. Forskjeller i strukturen til glukose og fruktose karakteriserer også forskjeller i noen av egenskapene deres. Glukose reduserer metaller fra oksidene deres; fruktose har ikke denne egenskapen. Fruktose absorberes fra tarmen omtrent 2 ganger langsommere enn glukose.

Når det sjette karbonatomet i et heksosemolekyl oksideres, heksuronsyrer (uronsyrer). : fra glukose - glukuronisk, fra galaktose - galakturonisk.

Glukuronsyre tar en aktiv del i metabolske prosesser i kroppen, for eksempel i nøytralisering av giftige produkter, er en del av mukopolysakkarider osv. Dens funksjon er at den kombineres til organiske lav med stoffer som er dårlig løselig i vann. Som et resultat blir det bundne stoffet vannløselig og skilles ut i urinen. Denne elimineringsveien er spesielt viktig for vann løselige steroidhormoner, deres nedbrytningsprodukter, og også for frigjøring av nedbrytningsprodukter av medisinske stoffer. Uten interaksjon med glukuronsyre blir ytterligere nedbrytning og frigjøring av gallepigmenter fra kroppen forstyrret.

Monosakkarider kan ha en aminogruppe .

Når du erstatter OH-gruppen til det andre karbonatomet i et heksosemolekyl med en aminogruppe, dannes aminosukker - heksosaminer: glukosamin syntetiseres fra glukose, galaktosamin syntetiseres fra galaktose, som er en del av cellemembraner og slimhinner polysakkarider både i fri form og i kombinasjon med eddiksyre.

Aminosukker kalles monosakkarider somI stedet for OH-gruppen er det en aminogruppe (- N H 2).

Aminosukker er den viktigste komponenten glykosaminoglykaner.

Monosakkarider danner estere . OH-gruppe av et monosakkaridmolekyl; som all alkohol gruppe kan reagere med syre. I mellomtiden UtvekslingSukkerestere er av stor betydning. For å slå den påi stoffskiftet må sukker blifosforester. I dette tilfellet er de terminale karbonatomene fosforylert. For heksoser er disse C-1 og C-6, for pentoser er disse C-1 og C-5 osv. SmerteMer enn to OH-grupper er ikke utsatt for fosforylering. Derfor spilles hovedrollen av mono- og difosfater av sukker. I navnet fosforester indikerer vanligvis posisjonen til esterbindingen.

Oligosakkarider

Oligosakkarider inneholde to eller flere monosakkarid. De finnes i celler og biologiske væsker, både i fri form og i kombinasjon med proteiner. Disakkarider har stor betydning for kroppen: sukrose, maltose, laktose osv. Disse karbohydratene utfører en energifunksjon. Det antas at de, som en del av celler, deltar i prosessen med "gjenkjenning" av celler.

sukrose(bete- eller rørsukker). Består av glukose- og fruktosemolekyler. Hun er er et planteprodukt og den viktigste komponenten nent av mat, har den søteste smaken sammenlignet med andre disakkarider og glukose.

Sukroseinnholdet i sukker er 95%. Sukker brytes raskt ned i mage-tarmkanalen, glukose og fruktose tas opp i blodet og fungerer som energikilde og den viktigste forløperen til glykogen og fett. Det kalles ofte en "bærer av tomme kalorier", siden sukker er et rent karbohydrat og ikke inneholder andre næringsstoffer, som vitaminer og mineralsalter.

Laktose(melkesukker) består av glukose og galaktose, syntetisert i brystkjertlene under amming. I mage-tarmkanalen brytes det ned av enzymet laktase. En mangel på dette enzymet fører til melkeintoleranse hos noen mennesker. Mangel på dette enzymet forekommer hos omtrent 40 % av den voksne befolkningen. Ufordøyd laktose fungerer som et godt næringsstoff for tarmmikrofloraen. I dette tilfellet er rikelig gassdannelse mulig, magen "svulmer". I syrnede melkeprodukter er det meste av laktosen fermentert til melkesyre, slik at personer med laktasemangel tåler fermenterte melkeprodukter uten ubehagelige konsekvenser. I tillegg undertrykker melkesyrebakterier i fermenterte melkeprodukter aktiviteten til tarmmikrofloraen og reduserer de negative effektene av laktose.

Maltose består av to mnd glukosemolekyler og er den viktigste strukturelle komponenten i stivelse og glykogen.

Polysakkarider

Polysakkarider - karbohydrater med høy molekylvekt, som består av et stort antall monosakkarider. De har hydrofile egenskaper og danner kolloidale løsninger når de er oppløst i vann.

Polysakkarider er delt inn i homo- og hete ropolysakkarider.

Homopolysakkarider. Inneholder monosakkarider Ja, bare én type. Gak, stivelse og glykogen faste er laget kun av glukosemolekyler, inulin - fruktose. Homopolysakkarider er sterkt forgrenede struktur og er en blanding av to limere - amylose og amylopektin. Amylose består av 60-300 glukoserester knyttet til lineær kjede ved hjelp av en oksygenbro, dannet mellom det første karbonatomet i ett molekyl og det fjerde karbonatomet til et annet (1,4-binding).

Amylose Det er løselig i varmt vann og gir en blå farge med jod.

Amylopektin - en forgrenet polymer som består av både uforgrenede kjeder (1,4-binding) og forgrenede kjeder, som dannes på grunn av bindinger mellom det første karbonatomet i ett glukosemolekyl og det sjette karbonatomet i et annet ved hjelp av en oksygenbro (1 ,6-binding).

Representanter for homopolysakkarider er stivelse, fiber og glykogen.

Stivelse(plante polysakkarid)– består av flere tusen glukoserester, hvorav 10-20 % er amylose, og 80-90 % amylopektin. Stivelse er uløselig i kaldt vann, og når den er varm danner den en kolloidal løsning, kalt stivelsespasta i hverdagen. Stivelse står for opptil 80 % av karbohydrater som konsumeres i mat. Kilden til stivelse er planteprodukter, hovedsakelig korn: korn, mel, brød og poteter. Korn inneholder mest stivelse (fra 60 % i bokhvete (kjerne) til 70 % i ris).

Cellulose eller cellulose,- det vanligste plantekarbohydratet på jorden, produsert i en mengde på omtrent 50 kg for hver innbygger på jorden. Fiber er et lineært polysakkarid som består av 1000 eller flere glukoserester. I kroppen er fiber involvert i å aktivere bevegeligheten i mage og tarm, stimulerer utskillelsen av fordøyelsessaft og skaper metthetsfølelse.

Glykogen(animalsk stivelse) er det viktigste lagringskarbohydratet i menneskekroppen. Det består av omtrent 30 000 glukoserester, som danner en forgrenet struktur. De mest betydelige mengdene glykogen akkumuleres i leveren og muskelvevet, inkludert hjertemuskelen. Funksjonen til muskelglykogen er at det er en lett tilgjengelig kilde til glukose som brukes i energiprosesser i selve muskelen. Leverglykogen brukes til å opprettholde fysiologiske blodsukkerkonsentrasjoner, primært mellom måltider. 12-18 timer etter spising er glykogentilførselen i leveren nesten helt oppbrukt. Innholdet av muskelglykogen synker merkbart først etter langvarig og anstrengende trening. fysisk arbeid. Når det er mangel på glukose, brytes det raskt ned og gjenoppretter sitt normale nivå i blodet. I celler er glykogen assosiert med cytoplasmatisk protein og delvis med intracellulære membraner.

Heteropolysakkarider (glykosaminoglykaner eller mukopolysakkarider) (prefikset "muco-" indikerer at de først ble avledet fra mucin). De består av ulike typer monosakkarider (glukose, galaktose) og deres derivater (aminosukker, heksuronsyrer). Andre stoffer ble også funnet i deres sammensetning: nitrogenholdige baser, organiske syrer og noen andre.

Glykosaminoglykaner De er geléaktige, klebrige stoffer. De utfører ulike funksjoner, inkludert strukturelle, beskyttende, regulatoriske osv. Glykosaminoglykaner utgjør for eksempel hoveddelen av den intercellulære substansen i vev og er en del av huden, brusken, leddvæsken og øyets glasslegeme. I kroppen finnes de i kombinasjon med proteiner (proteoglykaner og glykoprosider) og fett (glykolipider), der polysakkarider utgjør hoveddelen av molekylet (opptil 90 % eller mer). Følgende er viktige for kroppen.

Hyaluronsyre- hoveddelen av det intercellulære stoffet, en slags "biologisk sement" som forbinder celler og fyller hele det intercellulære rommet. Det fungerer også som et biologisk filter som fanger mikrober og hindrer deres penetrasjon i cellen, og deltar i utvekslingen av vann i kroppen.

Det skal bemerkes at hyaluronsyre brytes ned under påvirkning av et spesifikt enzym, hyaluronidase. I dette tilfellet blir strukturen til det intercellulære stoffet forstyrret, "sprekker" dannes i sammensetningen, noe som fører til en økning i dets permeabilitet for vann og andre stoffer. Dette er viktig i prosessen med befruktning av et egg med sædceller, som er rike på dette enzymet. Noen bakterier inneholder også hyaluronidase, som i stor grad letter deres penetrasjon inn i cellen.

X ondroitinsulfater- kondroitinsvovelsyrer tjener som strukturelle komponenter i brusk, leddbånd, hjerteklaffer, navlestreng, etc. De fremmer avsetningen av kalsium i bein.

Heparin dannes i mastceller, som finnes i lungene, leveren og andre organer, og slippes ut i blodet og det intercellulære miljøet. I blodet binder det seg til proteiner og forhindrer blodpropp, og fungerer som et antikoagulant. I tillegg har heparin en anti-inflammatorisk effekt, påvirker metabolismen av kalium og natrium, og utfører en antihypoksisk funksjon.

En spesiell gruppe glykosaminoglykaner er forbindelser som inneholder neuraminsyrer og karbohydratderivater. Forbindelser av neuraminsyre med eddiksyre kalles opalsyrer. De finnes i cellemembraner, spytt og andre biologiske væsker.

De kjemiske egenskapene til cellene som utgjør levende organismer avhenger først og fremst av antall karbonatomer, som utgjør opptil 50 % av tørrmassen. Karbonatomer finnes i de viktigste organiske stoffene: proteiner, nukleinsyrer ah, lipider og karbohydrater. Den siste gruppen inkluderer forbindelser av karbon og vann som tilsvarer formelen (CH 2 O) n, hvor n er lik eller større enn tre. I tillegg til karbon, hydrogen og oksygen kan molekylene inneholde atomer av fosfor, nitrogen og svovel. I denne artikkelen vil vi studere rollen til karbohydrater i menneskekroppen, så vel som funksjonene til deres struktur, egenskaper og funksjoner.

Klassifisering

Denne gruppen av forbindelser i biokjemi er delt inn i tre klasser: enkle sukkerarter (monosakkarider), polymerforbindelser med en glykosidbinding - oligosakkarider og biopolymerer med høy molekylvekt - polysakkarider. Stoffer av de ovennevnte klassene finnes i ulike typer celler. For eksempel finnes stivelse og glukose i plantestrukturer, glykogen finnes i humane hepatocytter og soppcellevegger, og kitin finnes i eksoskjelettet til leddyr. Alle de ovennevnte stoffene er karbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen er universell. De er hovedleverandøren av energi til de vitale manifestasjonene til bakterier, dyr og mennesker.

Monosakkarider

De har en generell formel C n H 2 n O n og er delt inn i grupper avhengig av antall karbonatomer i molekylet: trioser, tetroser, pentoser, og så videre. I sammensetningen av cellulære organeller og cytoplasma har enkle sukkerarter to romlige konfigurasjoner: sykliske og lineære. I det første tilfellet er karbonatomer koblet til hverandre med kovalente sigmabindinger og danner lukkede sykluser; i det andre tilfellet er karbonskjelettet ikke lukket og kan ha forgreninger. For å bestemme rollen til karbohydrater i kroppen, la oss vurdere de vanligste av dem - pentoser og heksoser.

Isomerer: glukose og fruktose

De har det samme molekylær formel C 6 H 12 O 6, men forskjellige strukturelle typer molekyler. Vi har allerede ringt før hovedrolle karbohydrater i en levende organisme - energi. Stoffene ovenfor brytes ned av cellen. Som et resultat frigjøres energi (17,6 kJ fra ett gram glukose). I tillegg syntetiseres 36 ATP-molekyler. Nedbrytningen av glukose skjer på membranene (cristae) i mitokondrier og er en kjede av enzymatiske reaksjoner - Krebs-syklusen. Det er det viktigste leddet i dissimilering som forekommer i alle celler av heterotrofe eukaryote organismer uten unntak.

Glukose dannes også i pattedyrmyocytter på grunn av nedbrytning av glykogenreserver i muskelvev. I fremtiden blir det brukt som et lett desintegrerende stoff, siden det å gi celler energi er hovedrollen til karbohydrater i kroppen. Planter er fototrofer og produserer sin egen glukose under fotosyntesen. Disse reaksjonene kalles Calvin-syklusen. Utgangsmaterialet er karbondioksid, og akseptoren er ribolosedifosfat. Glukosesyntese skjer i kloroplastmatrisen. Fruktose, som har samme molekylformel som glukose, inneholder en funksjonell ketongruppe i molekylet. Det er søtere enn glukose og finnes i honning, samt juice av bær og frukt. Dermed er den biologiske rollen til karbohydrater i kroppen først og fremst å bruke dem som en rask energikilde.

Pentoses rolle i arvelighet

La oss dvele ved en annen gruppe monosakkarider - ribose og deoksyribose. Deres unikhet ligger i det faktum at de er en del av polymerer - nukleinsyrer. For alle organismer, inkludert ikke-cellulære livsformer, er DNA og RNA hovedbærerne av arvelig informasjon. Ribose finnes i RNA-molekyler, og deoksyribose finnes i DNA-nukleotider. Følgelig er den biologiske rollen til karbohydrater i menneskekroppen at de deltar i dannelsen av arveenheter - gener og kromosomer.

Eksempler på pentoser som inneholder en aldehydgruppe og er vanlige i flora, er xylose (finnes i stengler og frø), alfa-arabinose (finnes i tannkjøttet til steinfrukttrær). Dermed er fordelingen og den biologiske rollen til karbohydrater i kroppen til høyere planter ganske stor.

Hva er oligosakkarider

Hvis restene av monosakkaridmolekyler, som glukose eller fruktose, er koblet sammen med kovalente bindinger, dannes oligosakkarider - polymerkarbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen til både planter og dyr er mangfoldig. Dette gjelder spesielt for disakkarider. De vanligste blant dem er sukrose, laktose, maltose og trehalose. Således finnes sukrose, ellers kalt rørsukker, i planter i form av en løsning og lagres i røttene eller stilkene deres. Som et resultat av hydrolyse dannes molekyler av glukose og fruktose. er av animalsk opprinnelse. Noen opplever intoleranse mot dette stoffet på grunn av hyposekresjon av laktaseenzymet, som bryter ned melkesukker til galaktose og glukose. Karbohydratenes rolle i kroppens liv er variert. For eksempel er disakkaridet trehalose, som består av to glukoserester, en del av hemolymfen til krepsdyr, edderkopper og insekter. Det finnes også i cellene til sopp og noen alger.

Et annet disakkarid, maltose eller maltsukker, finnes i korn av rug eller bygg under spiring og er et molekyl som består av to glukoserester. Det dannes som et resultat av nedbrytning av plante- eller dyrestivelse. I tynntarmen hos mennesker og pattedyr brytes maltose ned av enzymet maltase. I fravær i bukspyttkjerteljuice oppstår en patologi på grunn av intoleranse mot glykogen eller plantestivelse i matvarer. I dette tilfellet brukes en spesiell diett og selve enzymet legges til dietten.

Komplekse karbohydrater i naturen

De er svært utbredt, spesielt i planteverdenen, er biopolymerer og har stor molekylvekt. For eksempel, i stivelse er det 800 000, og i cellulose - 1 600 000. Polysakkarider er forskjellige i sammensetningen av monomerer, graden av polymerisering og lengden på kjedene. I motsetning til enkle sukkerarter og oligosakkarider, som er svært løselige i vann og har en søt smak, er polysakkarider hydrofobe og smakløse. La oss vurdere rollen til karbohydrater i menneskekroppen ved å bruke eksemplet med glykogen - animalsk stivelse. Det er syntetisert fra glukose og er reservert i hepatocytter og skjelettmuskelceller, hvor innholdet er dobbelt så høyt som i leveren. Subkutant fettvev, nevrocytter og makrofager er også i stand til å produsere glykogen. Et annet polysakkarid, plantestivelse, er et produkt av fotosyntese og dannes i grønne plastider.

Helt fra begynnelsen av den menneskelige sivilisasjonen var de viktigste leverandørene av stivelse verdifulle landbruksvekster: ris, poteter, mais. De er fortsatt grunnlaget for kostholdet til det store flertallet av verdens innbyggere. Dette er grunnen til at karbohydrater er så verdifulle. Karbohydratenes rolle i kroppen er, som vi ser, i deres bruk som energikrevende og raskt fordøyelige organiske stoffer.

Det er en gruppe polysakkarider hvis monomerer er hyaluronsyrerester. De kalles pektiner og er strukturelle stoffer i planteceller. Epleskall og betemasse er spesielt rike på dem. Cellulære stoffer pektiner regulerer intracellulært trykk - turgor. I konfektindustrien brukes de som geleringsmidler og fortykningsmidler i produksjon av marshmallows og marmelader av høy kvalitet. I kostholdsernæring brukes som biologisk aktive stoffer som effektivt fjerner giftstoffer fra tykktarmen.

Hva er glykolipider

Dette interessant gruppe komplekse forbindelser av karbohydrater og fett som finnes i nervevev. Det utgjør hjernen og ryggmargen til pattedyr. Glykolipider finnes også i cellemembraner. For eksempel, i bakterier er de involvert i noen av disse forbindelsene er antigener (stoffer som oppdager blodgrupper i Landsteiner AB0-systemet). I cellene til dyr, planter og mennesker er det i tillegg til glykolipider også uavhengige fettmolekyler. De utfører først og fremst en energifunksjon. Når ett gram fett brytes ned, frigjøres 38,9 kJ energi. Lipider er også preget av en strukturell funksjon (de er en del av cellemembraner). Dermed utføres disse funksjonene av karbohydrater og fett. Deres rolle i kroppen er ekstremt viktig.

Karbohydraters og lipiders rolle i kroppen

I menneskelige og dyreceller kan gjensidige transformasjoner av polysakkarider og fett som oppstår som et resultat av metabolisme observeres. Ernæringsfysiologer har funnet ut at overdreven inntak av stivelsesholdig mat fører til fettansamling. Hvis en person har problemer med bukspyttkjertelen når det gjelder amylasesekresjon eller fører en stillesittende livsstil, kan vekten hans øke betydelig. Det er verdt å huske at karbohydratrik mat brytes hovedsakelig ned i tolvfingertarmen til glukose. Det absorberes av kapillærene i villi i tynntarmen og avsettes i leveren og musklene i form av glykogen. Jo mer intens metabolismen i kroppen er, jo mer aktivt brytes den ned til glukose. Det brukes deretter av celler som det viktigste energimaterialet. Denne informasjonen fungerer som et svar på spørsmålet om hvilken rolle karbohydrater spiller i menneskekroppen.

Betydningen av glykoproteiner

Forbindelser av denne gruppen av stoffer er representert av et karbohydrat + proteinkompleks. De kalles også glykokonjugater. Dette er antistoffer, hormoner, membranstrukturer. Den siste biokjemiske forskningen har fastslått at hvis glykoproteiner begynner å endre sin opprinnelige (naturlige) struktur, fører dette til utvikling av så komplekse sykdommer som astma, revmatoid artritt og kreft. Rollen til glykokonjugater i cellemetabolismen er stor. Dermed undertrykker interferoner reproduksjonen av virus, immunglobuliner beskytter kroppen mot patogene midler. Blodproteiner tilhører også denne gruppen av stoffer. De gir beskyttende og bufferegenskaper. Alle de ovennevnte funksjonene bekreftes av det faktum at den fysiologiske rollen til karbohydrater i kroppen er mangfoldig og ekstremt viktig.

Hvor og hvordan dannes karbohydrater?

Hovedleverandørene av enkle og komplekse sukkerarter er grønne planter: alger, høyere sporer, gymnospermer og blomstrende planter. Alle inneholder pigmentet klorofyll i cellene sine. Det er en del av thylakoidene - strukturene til kloroplaster. Den russiske vitenskapsmannen K. A Timiryazev studerte prosessen med fotosyntese, som resulterer i dannelsen av karbohydrater. Karbohydratenes rolle i plantekroppen er akkumulering av stivelse i frukt, frø og løker, det vil si i vegetative organer. Mekanismen for fotosyntese er ganske kompleks og består av en rekke enzymatiske reaksjoner som oppstår både i lys og i mørke. Glukose syntetiseres fra karbondioksid under påvirkning av enzymer. Heterotrofe organismer bruker grønne planter som en kilde til mat og energi. Dermed er det planter som er første ledd i alt og kalles produsenter.

I cellene til heterotrofe organismer syntetiseres karbohydrater på kanalene til det glatte (agranulære) endoplasmatiske retikulum. De brukes da som energi og byggemateriale. I planteceller dannes det i tillegg karbohydrater i Golgi-komplekset, og går deretter til å danne cellulosecelleveggen. Under fordøyelsen av virveldyr brytes forbindelser rike på karbohydrater delvis ned til munnhulen og mage. De viktigste dissimilasjonsreaksjonene forekommer i tolvfingertarmen. Det skiller ut bukspyttkjerteljuice som inneholder enzymet amylase, som bryter ned stivelse til glukose. Som nevnt tidligere absorberes glukose i blodet i tynntarmen og distribueres til alle celler. Her brukes den som en energikilde og et strukturelt stoff. Dette forklarer rollen karbohydrater spiller i kroppen.

Supramembrankomplekser av heterotrofe celler

De er karakteristiske for dyr og sopp. Kjemisk oppbygning og den molekylære organiseringen av disse strukturene er representert av forbindelser som lipider, proteiner og karbohydrater. Karbohydratenes rolle i kroppen er å delta i konstruksjonen av membraner. Menneske- og dyreceller har en spesiell strukturell komponent kalt glykokalyxen. Dette tynne overflatelaget består av glykolipider og glykoproteiner assosiert med den cytoplasmatiske membranen. Det gir direkte kommunikasjon mellom celler og det ytre miljøet. Oppfatningen av irritasjoner og ekstracellulær fordøyelse forekommer også her. Takket være karbohydratskallet holder cellene seg sammen for å danne vev. Dette fenomenet kalles adhesjon. La oss også legge til at "halene" av karbohydratmolekyler er plassert over overflaten av cellen og rettet inn i interstitialvæsken.

En annen gruppe heterotrofe organismer, sopp, har også et overflateapparat som kalles cellevegg. Det inkluderer komplekse sukkerarter - kitin, glykogen. Noen typer sopp inneholder også løselige karbohydrater som trehalose, kalt soppsukker.

Hos encellede dyr, som ciliater, inneholder overflatelaget, pellikelen, også komplekser av oligosakkarider med proteiner og lipider. I noen protozoer er pellikkelen ganske tynn og forstyrrer ikke endringen i kroppsform. Og i andre tykner den og blir sterk, som et skall, og utfører en beskyttende funksjon.

Plantecellevegg

Den inneholder også store mengder karbohydrater, spesielt cellulose, samlet i form av fiberbunter. Disse strukturene danner et rammeverk innebygd i en kolloidal matrise. Den består hovedsakelig av oligo- og polysakkarider. Celleveggene til planteceller kan bli lignifisert. I dette tilfellet er mellomrommene mellom cellulosebuntene fylt med et annet karbohydrat - lignin. Det forbedrer støttefunksjonene til cellemembranen. Ofte, spesielt hos flerårige treaktige planter, er det ytre laget, bestående av cellulose, dekket med et fettlignende stoff - suberin. Det hindrer vann i å trenge inn i plantevev, så underliggende celler dør raskt og blir dekket med et korklag.

Oppsummerer vi ovenfor ser vi at karbohydrater og fett er nært beslektet i plantecelleveggen. Deres rolle i kroppen til fototrofer er vanskelig å undervurdere, siden glykolipidkomplekser gir støtte og beskyttende funksjoner. La oss studere variasjonen av karbohydrater som er karakteristiske for organismer i kongeriket Drobyanka. Dette inkluderer prokaryoter, spesielt bakterier. Celleveggen deres inneholder et karbohydrat - murein. Avhengig av strukturen til overflateapparatet deles bakterier inn i gram-positive og gram-negative.

Strukturen til den andre gruppen er mer kompleks. Disse bakteriene har to lag: plastisk og stiv. Den første inneholder mukopolysakkarider, som murein. Molekylene ser ut som store nettstrukturer som danner en kapsel rundt bakteriecellen. Det andre laget består av peptidoglykan, en forbindelse av polysakkarider og proteiner.

Cellevegglipopolysakkarider lar bakterier feste seg godt til ulike underlag, slik som tannemalje eller membranen til eukaryote celler. I tillegg fremmer glykolipider adhesjonen av bakterieceller til hverandre. På denne måten dannes for eksempel kjeder av streptokokker og klynger av stafylokokker, dessuten har noen typer prokaryoter en ekstra slimhinne - peplos. Den inneholder polysakkarider og blir lett ødelagt under påvirkning av hard stråling eller ved kontakt med visse kjemikalier, for eksempel antibiotika.

Karbohydrater er organiske forbindelser som består av karbon og oksygen. Det er enkle karbohydrater, eller monosakkarider, som glukose, og komplekse, eller polysakkarider, som er delt inn i lavere, som inneholder noen få rester av enkle karbohydrater, for eksempel disakkarider, og høyere, som har veldig store molekyler fra mange rester av enkle karbohydrater. I dyreorganismer er karbohydratinnholdet omtrent 2 % av tørrvekten.

Det gjennomsnittlige daglige behovet for en voksen for karbohydrater er 500 g, og med intenst muskelarbeid - 700-1000 g.

Mengden karbohydrater per dag bør være 60 vekt%, og 56 vekt% av den totale matmengden.

Glukose er inneholdt i blodet, hvor mengden holdes på et konstant nivå (0,1-0,12%). Etter absorpsjon i tarmen blir monosakkarider levert av blodet til blodbanen, hvor syntesen av glykogenmonosakkarider, som er en del av cytoplasmaet, skjer. Glykogenlagrene lagres hovedsakelig i muskler og lever.

Den totale mengden glykogen i kroppen til en person som veier 70 kg er omtrent 375 g, hvorav 245 g finnes i musklene, 110 g i leveren (opptil 150 g), og 20 g i blodet og andre kropper. væsker I kroppen til en trent person er det 40 g glykogen -50 % mer enn den utrente.

Karbohydrater er hovedkilden til energi for kroppens liv og funksjon.

I kroppen, under oksygenfrie forhold (anaerobe), brytes karbohydrater ned til melkesyre, og frigjør energi. Denne prosessen kalles glykolyse. Med deltagelse av oksygen (aerobe forhold) brytes de ned til karbondioksid og frigjør betydelig mer energi. Den anaerobe nedbrytningen av karbohydrater med deltakelse av fosforsyre - fosforylering - er av stor biologisk betydning.

Fosforylering av glukose skjer i leveren med deltakelse av enzymer. Aminosyrer og fett kan være kilder til glukose. I leveren dannes enorme polysakkaridmolekyler - glykogen - fra pre-fosforylert glukose. Mengden glykogen i den menneskelige leveren avhenger av arten av ernæring og muskelaktivitet. Med deltakelse av andre enzymer i leveren brytes glykogen ned til glukose - sukkerdannelse. Nedbrytningen av glykogen i lever- og skjelettmuskulaturen under faste og muskelarbeid er ledsaget av samtidig syntese av glykogen. Glukose produsert i leveren kommer inn og leveres til alle celler og vev.

Bare en liten del av proteiner og fett frigjør energi gjennom prosessen med desmolytisk nedbrytning og fungerer derfor som en direkte energikilde. En betydelig del av proteiner og fett omdannes først til karbohydrater i musklene allerede før fullstendig nedbrytning. I tillegg kommer hydrolyseproduktene av proteiner og fett fra fordøyelseskanalen inn i leveren, hvor aminosyrer og fett omdannes til glukose. Denne prosessen omtales som glukoneogenese. Hovedkilden til glukosedannelse i leveren er glykogen; en mye mindre del av glukose oppnås gjennom glukoneogenese, hvor dannelsen av ketonlegemer forsinkes. Dermed påvirker karbohydratmetabolismen betydelig metabolismen av vann og vann.

Når glukoseforbruket av arbeidende muskler øker 5-8 ganger, dannes glykogen i leveren fra fett og proteiner.

I motsetning til proteiner og fett, brytes karbohydrater lett ned, slik at de raskt mobiliseres av kroppen med høyt energiforbruk (muskelarbeid, følelser av smerte, frykt, sinne, etc.). Nedbrytningen av karbohydrater opprettholder kroppens stabilitet og er den viktigste energikilden for musklene. Karbohydrater er avgjørende for normal funksjon av nervesystemet. En reduksjon i blodsukkeret fører til fall i kroppstemperaturen, muskelsvakhet og tretthet, og forstyrrelser i nervøs aktivitet.

Bare en svært liten del av glukosen som leveres av blodet brukes i vev for å frigjøre energi. Hovedkilden til karbohydratmetabolisme i vev er glykogen, tidligere syntetisert fra glukose.

Under arbeidet med muskler - hovedforbrukerne av karbohydrater - brukes glykogenreservene som ligger i dem, og først etter at disse reservene er fullstendig brukt opp, begynner den direkte bruken av glukose levert til musklene med blod. Samtidig forbrukes glukose dannet fra glykogenreserver i leveren. Etter arbeid fornyer musklene tilførselen av glykogen, syntetiserer den fra blodsukker og leveren - på grunn av absorberte monosakkarider i fordøyelseskanalen og nedbrytningen av proteiner og fett.

For eksempel, når glukoseinnholdet i blodet øker over 0,15-0,16% på grunn av dets rike innhold i mat, som er betegnet som mathyperglykemi, skilles det ut fra kroppen i urinen - glukosuri.

På den annen side, selv med langvarig faste, reduseres ikke nivået av glukose i blodet, siden glukose kommer inn i blodet fra vev under nedbrytningen av glykogen i dem.

Kort beskrivelse av karbohydraters sammensetning, struktur og økologiske rolle

Karbohydrater er organiske stoffer som består av karbon, hydrogen og oksygen, med den generelle formelen C n (H 2 O) m (for de aller fleste av disse stoffene).

Verdien av n er enten lik m (for monosakkarider) eller større enn den (for andre klasser av karbohydrater). Den generelle formelen ovenfor tilsvarer ikke deoksyribose.

Karbohydrater deles inn i monosakkarider, di(oligo)sakkarider og polysakkarider. Nedenfor er en kort beskrivelse av individuelle representanter for hver klasse karbohydrater.

Korte kjennetegn ved monosakkarider

Monosakkarider er karbohydrater hvis generelle formel er C n (H 2 O) n (unntaket er deoksyribose).

Klassifikasjoner av monosakkarider

Monosakkarider er en ganske stor og kompleks gruppe forbindelser, så de har en kompleks klassifisering i henhold til forskjellige kriterier:

1) basert på antall karboner inneholdt i et monosakkaridmolekyl, skilles tetroser, pentoser, heksoser og heptoser; størst praktisk betydning har pentoser og heksoser;

2) i henhold til funksjonelle grupper er monosakkarider delt inn i ketoser og aldoser;

3) basert på antall atomer inneholdt i det sykliske monosakkaridmolekylet, skilles pyranoser (inneholder 6 atomer) og furanoser (inneholder 5 atomer);

4) basert på det romlige arrangementet av "glukosid"-hydroksidet (dette hydroksydet oppnås ved å tilsette et hydrogenatom til oksygenet til karbonylgruppen), deles monosakkarider inn i alfa- og betaformer. La oss se på noen av de viktigste monosakkaridene som har størst biologisk og miljømessig betydning i naturen.

Korte karakteristikker av pentoser

Pentoser er monosakkarider hvis molekyl inneholder 5 karbonatomer. Disse stoffene kan være åpenkjedede og sykliske, aldoser og ketoser, alfa- og betaforbindelser. Blant dem er ribose og deoksyribose av mest praktisk betydning.

Ribose formel generelt syn C5H1005. Ribose er et av stoffene som ribonukleotider syntetiseres fra, hvorfra ulike ribonukleinsyrer (RNA) etterpå oppnås. Derfor er furanose (5-leddet) alfaformen av ribose av størst betydning (i formlene er RNA avbildet i form av en vanlig femkant).

Den generelle formelen for deoksyribose er C 5 H 10 O 4. Deoksyribose er et av stoffene som deoksyribonukleotider syntetiseres fra i organismer; sistnevnte er utgangsmaterialene for syntesen av deoksyribonukleinsyrer (DNA). Derfor er den viktigste den sykliske alfaformen av deoksyribose, som mangler et hydroksid ved det andre karbonatomet i syklusen.

De åpne kjedeformene av ribose og deoksyribose er aldoser, dvs. de inneholder 4 (3) hydroksidgrupper og en aldehydgruppe. Med fullstendig nedbrytning av nukleinsyrer oksideres ribose og deoksyribose til karbondioksid og vann; denne prosessen er ledsaget av frigjøring av energi.

Korte kjennetegn ved heksoser

Heksoser er monosakkarider hvis molekyler inneholder seks karbonatomer. Den generelle formelen for heksoser er C 6 (H 2 O) 6 eller C 6 H 12 O 6. Alle varianter av heksoser er isomerer som tilsvarer formelen ovenfor. Blant heksoser er det ketoser, aldoser, alfa- og betaformer av molekyler, åpne og sykliske former, pyranose- og furanose-sykliske former av molekyler. Høyeste verdi naturlig forekommende glukose og fruktose, som er kort omtalt nedenfor.

1. Glukose. Som enhver heksose har den den generelle formelen C 6 H 12 O 6. Den tilhører aldoser, dvs. den inneholder en aldehydfunksjonell gruppe og 5 hydroksydgrupper (karakteristisk for alkoholer), derfor er glukose en flerverdig aldehydalkohol (disse gruppene er inneholdt i den åpne kjedeformen, i den sykliske formen er aldehydgruppen fraværende, siden det blir til en hydroksydgruppe kalt "glukosidhydroksyd"). Den sykliske formen kan enten være femleddet (furanose) eller seksleddet (pyranose). Pyranoseformen til glukosemolekylet er av størst betydning i naturen. De sykliske pyranose- og furanoseformene kan være enten alfa- eller betaformer, avhengig av posisjonen til det glukosidiske hydroksydet i forhold til andre hydroksydgrupper i molekylet.

Av fysiske egenskaper Glukose er et fast hvitt krystallinsk stoff med en søt smak (intensiteten av denne smaken ligner på sukrose), svært løselig i vann og i stand til å danne overmettede løsninger ("sirup"). Siden glukosemolekylet inneholder asymmetriske karbonatomer (dvs. atomer koblet til fire forskjellige radikaler), har glukoseløsninger optisk aktivitet, derfor skiller de mellom D-glukose og L-glukose, som har forskjellige biologiske aktiviteter.

Fra et biologisk synspunkt er det viktigste glukosens evne til å lett oksidere i henhold til følgende skjema:

C 6 H 12 O 6 (glukose) → (mellomtrinn) → 6СO 2 + 6H 2 O.

Glukose er en viktig forbindelse i biologisk forstand, siden den på grunn av sin oksidasjon brukes av kroppen som en universell næringsstoff og en lett tilgjengelig energikilde.

2. Fruktose. Dette er ketose, dens generelle formel er C 6 H 12 O 6, det vil si at det er en isomer av glukose, den er preget av åpne kjeder og sykliske former. Den viktigste er beta-B-fruktofuranose, eller beta-fruktose for kort. Sukrose er laget av beta-fruktose og alfa-glukose. Under visse forhold kan fruktose omdannes til glukose gjennom en isomeriseringsreaksjon. Når det gjelder fysiske egenskaper, ligner fruktose på glukose, men er søtere.

Korte kjennetegn ved disakkarider

Disakkarider er produkter av dekondensasjonsreaksjonen av identiske eller forskjellige monosakkaridmolekyler.

Disakkarider er en av typene oligosakkarider (et lite antall monosakkaridmolekyler (identiske eller forskjellige) er involvert i dannelsen av molekylene deres).

Den viktigste representanten for disakkarider er sukrose (bete- eller rørsukker). Sukrose er et produkt av interaksjonen mellom alfa-D-glukopyranose (alfa-glukose) og beta-D-fruktofuranose (beta-fruktose). Dens generelle formel er C12H22O11. Sukrose er en av de mange isomerene av disakkarider.

Dette er et hvitt krystallinsk stoff som finnes i forskjellige tilstander: grovt krystallinsk ("sukkerbrød"), fint krystallinsk (granulert sukker), amorft (pulverisert sukker). Det løser seg godt i vann, spesielt i varmt vann (sammenlignet med varmt vann, løseligheten av sukrose i kaldt vann er relativt lav), derfor er sukrose i stand til å danne "overmettede løsninger" - siruper som kan "sukres", dvs. dannelsen av finkrystallinske suspensjoner skjer. Konsentrerte løsninger av sukrose er i stand til å danne spesielle glassaktige systemer - karameller, som brukes av mennesker til å produsere visse typer søtsaker. Sukrose er et søtt stoff, men den søte smaken er mindre intens enn fruktose.

Det viktigste kjemiske egenskaper sukrose er dens evne til å gjennomgå hydrolyse, som produserer alfa-glukose og beta-fruktose, som går inn i.

For mennesker er sukrose et av de viktigste matvarene, siden det er en kilde til glukose. Imidlertid er overdreven forbruk av sukrose skadelig, fordi det fører til forstyrrelse av karbohydratmetabolismen, som er ledsaget av utseendet av sykdommer: diabetes, tannsykdommer, fedme.

Generelle egenskaper ved polysakkarider

Polysakkarider er naturlige polymerer som er produkter av polykondensasjonsreaksjonen til monosakkarider. Pentoser, heksoser og andre monosakkarider kan brukes som monomerer for dannelse av polysakkarider. Rent praktisk er de viktigste polykondensasjonsproduktene av heksoser. Det er også kjent polysakkarider hvis molekyler inneholder nitrogenatomer, for eksempel kitin.

Heksosebaserte polysakkarider har den generelle formelen (C 6 H 10 O 5)n. De er uløselige i vann, og noen av dem er i stand til å danne kolloidale løsninger. De viktigste av disse polysakkaridene er forskjellige varianter plante- og dyrestivelse (sistnevnte kalles glykogener), samt varianter av cellulose (fiber).

Generelle egenskaper ved stivelsens egenskaper og økologiske rolle

Stivelse er et polysakkarid som er produktet av polykondensasjonsreaksjonen av alfa-glukose (alfa-D-glukopyranose). Basert på opprinnelsen deles stivelse inn i plante- og dyrestivelse. Dyrestivelse kalles glykogener. Selv om generelt stivelsesmolekyler har en felles struktur, samme sammensetning, men stivelse hentet fra forskjellige planter, er forskjellig. Så, potetstivelse er forskjellig fra maisstivelse osv. Men alle typer stivelse har felles egenskaper. Dette er faste, hvite, finkrystallinske eller amorfe stoffer, "skjøre" å ta på, uløselige i vann, men i varmt vann er de i stand til å danne kolloide løsninger som forblir stabile når de avkjøles. Stivelse danner både soler (for eksempel flytende gelé) og geler (for eksempel gelé tilberedt med høyt stivelsesinnhold er en gelatinøs masse som kan kuttes med en kniv).

Stivelsens evne til å danne kolloidale løsninger er assosiert med globulariteten til molekylene (molekylet rulles sammen til en ball). Når de er i kontakt med varmt eller varmt vann, trenger vannmolekyler inn mellom svingene til stivelsesmolekyler, volumet av molekylet øker og stoffets tetthet reduseres, noe som fører til overgangen av stivelsesmolekyler til en mobil tilstand, karakteristisk for kolloidale systemer . Den generelle formelen for stivelse: (C 6 H 10 O 5) n, molekylene av dette stoffet har to varianter, hvorav den ene kalles amylose (det er ingen sidekjeder i dette molekylet), og den andre er amylopektin (molekylene) har sidekjeder der forbindelsen skjer gjennom 1 - 6 karbonatomer oksygenbro).

Den viktigste kjemiske egenskapen som bestemmer den biologiske og økologiske rollen til stivelse er dens evne til å gjennomgå hydrolyse, og til slutt danner enten disakkaridet maltose eller alfa-glukose (dette er sluttproduktet av stivelseshydrolyse):

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 (alfa-glukose).

Prosessen skjer i organismer under påvirkning av en hel gruppe enzymer. På grunn av denne prosessen blir kroppen beriket med glukose, en essensiell ernæringsforbindelse.

En kvalitativ reaksjon på stivelse er dens interaksjon med jod, som gir en rød-fiolett farge. Denne reaksjonen brukes til å påvise stivelse i forskjellige systemer.

Den biologiske og økologiske rollen til stivelse er ganske stor. Dette er en av de viktigste reserveforbindelsene i planteorganismer, for eksempel i planter av kornfamilien. For dyr er stivelse det viktigste trofiske stoffet.

Kort beskrivelse av egenskapene og den økologiske og biologiske rollen til cellulose (fiber)

Cellulose (fiber) er et polysakkarid som er et produkt av polykondensasjonsreaksjonen av beta-glukose (beta-D-glukopyranose). Dens generelle formel er (C 6 H 10 O 5) n. I motsetning til stivelse er cellulosemolekyler strengt lineære og har en fibrillær ("trådformet") struktur. Forskjellen i strukturene til stivelse og cellulosemolekyler forklarer forskjellen i deres biologiske og miljømessige roller. Cellulose er verken en reserve eller et trofisk stoff, siden det ikke er i stand til å fordøyes av de fleste organismer (unntaket er noen typer bakterier som kan hydrolysere cellulose og absorbere beta-glukose). Cellulose er ikke i stand til å danne kolloidale løsninger, men den kan danne mekanisk sterke filamentøse strukturer som gir beskyttelse for individuelle celleorganeller og mekanisk styrke for ulike plantevev. Som stivelse hydrolyseres cellulose under visse forhold, og sluttproduktet av hydrolysen er beta-glukose (beta-D-glukopyranose). I naturen er rollen til denne prosessen relativt liten (men den lar biosfæren "assimilere" cellulose).

(C 6 H 10 O 5) n (fiber) + n(H 2 O) → n(C 6 H 12 O 6) (beta-glukose eller beta-D-glukopyranose) (med ufullstendig hydrolyse av fiber, dannelse av et løselig disakkarid er mulig - cellobiose).

I naturlige forhold fiber (etter døden av planter) gjennomgår nedbrytning, som et resultat av at dannelsen av ulike forbindelser. På grunn av denne prosessen, humus (en organisk komponent i jord), ulike typer kull (olje og kull dannes fra døde rester av forskjellige dyre- og planteorganismer i fravær, dvs. under anaerobe forhold; hele komplekset av organiske stoffer, inkludert karbohydrater, deltar i dannelsen deres).

Den økologiske og biologiske rollen til fiber er at den er: a) beskyttende; b) mekanisk; c) formativ forbindelse (for noen bakterier utfører den en trofisk funksjon). Døde rester av planteorganismer er et substrat for noen organismer - insekter, sopp og ulike mikroorganismer.

Kort beskrivelse av karbohydraters økologiske og biologiske rolle

Ved å oppsummere materialet diskutert ovenfor angående egenskapene til karbohydrater, kan vi trekke følgende konklusjoner om deres økologiske og biologiske rolle.

1. De opptrer konstruksjonsfunksjon både i celler og i kroppen som helhet på grunn av at de er en del av strukturene som danner celler og vev (dette er spesielt typisk for planter og sopp), for eksempel cellemembraner, ulike membraner osv., i I tillegg deltar karbohydrater i dannelsen av biologisk nødvendige stoffer som danner en rekke strukturer, for eksempel i dannelsen av nukleinsyrer som danner grunnlaget for kromosomer; karbohydrater er en del av komplekse proteiner - glykoproteiner, som har en viss betydning i dannelsen av cellulære strukturer og intercellulær substans.

2. Karbohydratenes viktigste funksjon er den trofiske funksjonen, som består i at mange av dem er matprodukter av heterotrofe organismer (glukose, fruktose, stivelse, sukrose, maltose, laktose, etc.). Disse stoffene, i kombinasjon med andre forbindelser, danner matprodukter som brukes av mennesker (ulike korn; frukt og frø av individuelle planter, som inkluderer karbohydrater i sammensetningen, er mat for fugler, og monosakkarider, som går inn i en syklus av forskjellige transformasjoner, bidrar til dannelsen av deres egne karbohydrater, karakteristisk for en gitt organisme, så vel som for andre organo-biokjemiske forbindelser (fett, aminosyrer (men ikke deres proteiner), nukleinsyrer, etc.).

3. Karbohydrater er også karakterisert ved en energifunksjon, som består i at monosakkarider (spesielt glukose) i organismer lett oksideres (sluttproduktet av oksidasjon er CO 2 og H 2 O), og en stor mengde energi er utgitt, ledsaget av syntesen av ATP.

4. De har også en beskyttende funksjon, som består i at strukturer (og visse organeller i cellen) oppstår fra karbohydrater som beskytter enten cellen eller organismen som helhet mot ulike skader, inkludert mekaniske (for eksempel de kitinøse dekkene) av insekter som danner eksoskjelett, cellevegger til planter og mange sopp, inkludert cellulose, etc.).

5. Stor rolle spille de mekaniske og formdannende funksjonene til karbohydrater, som representerer evnen til strukturer dannet enten av karbohydrater, eller i kombinasjon med andre forbindelser, for å gi kroppen en viss form og gjøre dem mekanisk sterke; Dermed danner cellemembranene til mekanisk vev og xylemkar rammen (det indre skjelettet) av trær, busker og urteaktige planter, danner kitin eksoskjelettet til insekter, etc.

Korte kjennetegn ved karbohydratmetabolisme i en heterotrof organisme (ved å bruke eksempelet på menneskekroppen)

En viktig rolle i å forstå metabolske prosesser spilles av kunnskap om transformasjonene som karbohydrater gjennomgår i heterotrofe organismer. I menneskekroppen er denne prosessen preget av følgende skjematiske beskrivelse.

Karbohydrater i mat kommer inn i kroppen gjennom munnhulen. Monosakkarider i fordøyelsessystemet gjennomgår praktisk talt ikke transformasjoner, disakkarider hydrolyseres til monosakkarider, og polysakkarider gjennomgår ganske betydelige transformasjoner (dette gjelder de polysakkaridene som konsumeres av kroppen som mat, og karbohydrater som ikke er matstoffer, for eksempel cellulose , noen pektiner, fjernes fra kroppen med avføring).

I munnhulen blir maten knust og homogenisert (blir mer ensartet enn før den kommer inn i den). Maten påvirkes av spytt som skilles ut av spyttkjertlene. Den inneholder ptyalin og har en alkalisk reaksjon, på grunn av hvilken den primære hydrolysen av polysakkarider begynner, noe som fører til dannelsen av oligosakkarider (karbohydrater med en liten n-verdi).

Noe av stivelsen kan til og med omdannes til disakkarider, noe man kan merke når man tygger brød i lang tid (surt svart brød blir søtt).

Tygget mat, rikelig bearbeidet av spytt og knust av tenner, kommer inn i magen gjennom spiserøret i form av en matbolus, hvor den utsettes for magesaft med et surt reaksjonsmiljø som inneholder enzymer som virker på proteiner og nukleinsyrer. Det skjer nesten ingenting med karbohydrater i magen.

Deretter kommer matvellingen inn i den første delen av tarmen (tynntarmen), og starter med tolvfingertarmen. Den mottar bukspyttkjerteljuice (bukspyttkjertelsekresjon), som inneholder et kompleks av enzymer som fremmer fordøyelsen av karbohydrater. Karbohydrater omdannes til monosakkarider, som er løselige i vann og i stand til å absorberes. Kostholdskarbohydrater blir til slutt fordøyd i tynntarmen, og i den delen der villi er inneholdt, absorberes de i blodet og kommer inn i sirkulasjonssystemet.

Med blodet føres monosakkarider til ulike vev og celler i kroppen, men først passerer alt blodet gjennom leveren (der renses det for skadelige stoffskifteprodukter). I blodet er monosakkarider tilstede primært i form av alfa-glukose (men andre heksoseisomerer, som fruktose, kan også være tilstede).

Hvis blodsukkeret er lavere enn normalt, blir en del av glykogenet i leveren hydrolysert til glukose. Overflødig karbohydratinnhold kjennetegner alvorlig sykdom person - diabetes.

Fra blodet kommer monosakkarider inn i cellene, hvor de fleste av dem brukes på oksidasjon (i mitokondrier), hvor ATP syntetiseres, og inneholder energi i en form som er "praktisk" for kroppen. ATP brukes på ulike prosesser som krever energi (syntese nødvendig av kroppen stoffer, implementering av fysiologiske og andre prosesser).

En del av karbohydratene i maten brukes til syntese av karbohydrater fra en gitt organisme, som kreves for dannelse av cellestrukturer, eller forbindelser som er nødvendige for dannelse av stoffer av andre klasser av forbindelser (slik at fett, nukleinsyrer osv. kan være hentet fra karbohydrater). Karbohydraters evne til å bli til fett er en av årsakene til fedme, en sykdom som medfører et kompleks av andre sykdommer.

Følgelig er inntak av overflødige mengder karbohydrater skadelig for menneskekroppen, noe som må tas i betraktning når du organiserer et balansert kosthold.

Hos planteorganismer som er autotrofe er karbohydratmetabolismen noe annerledes. Karbohydrater (monosakkarider) syntetiseres av kroppen selv fra karbondioksid og vann ved hjelp av solenergi. Di-, oligo- og polysakkarider syntetiseres fra monosakkarider. Noen monosakkarider er inkludert i syntesen av nukleinsyrer. Planteorganismer bruker en viss mengde monosakkarider (glukose) i respirasjonsprosessene for oksidasjon, hvor ATP (som i heterotrofe organismer) syntetiseres.

, avhengig av opprinnelsen, inneholder 70-80 % sukker. I tillegg inkluderer karbohydratgruppen også de som er dårlig fordøyelig av menneskekroppen fiber og pektiner.

Av alle næringsstoffene som konsumeres av mennesker, er karbohydrater utvilsomt hovedkilden til energi. I gjennomsnitt står de for 50 til 70 % av kaloriinnholdet i daglige dietter. Til tross for at en person bruker betydelig mer karbohydrater enn fett og proteiner, er reservene deres i kroppen små. Dette betyr at kroppen må forsynes med dem regelmessig.

Behovet for karbohydrater avhenger i svært stor grad av kroppens energiforbruk. I gjennomsnitt, for en voksen mann som primært er engasjert i mentalt eller lett fysisk arbeid, varierer det daglige behovet for karbohydrater fra 300 til 500 g. For manuelle arbeidere og idrettsutøvere er det mye høyere. I motsetning til proteiner og til en viss grad fett, kan mengden karbohydrater i kosten reduseres betydelig uten helseskade. De som ønsker å gå ned i vekt bør ta hensyn til dette: Karbohydrater har hovedsakelig energiverdi. Når 1 g karbohydrater oksideres, frigjøres 4,0–4,2 kcal i kroppen. Derfor, på deres bekostning, er det lettest å regulere kaloriinntaket.

Karbohydrater(sakkarider) - vanlig navn en bred klasse av naturlig organiske forbindelser. Den generelle formelen for monosakkarider kan skrives som C n (H 2 O) n. I levende organismer er de vanligste sukkerartene de med 5 (pentoser) og 6 (heksoser) karbonatomer.

Karbohydrater er delt inn i grupper:

Enkle karbohydrater løses lett opp i vann og syntetiseres i grønne planter. I tillegg til små molekyler, finnes også store molekyler i cellen; de er polymerer. Polymerer er komplekse molekyler som består av individuelle "enheter" koblet til hverandre. Slike "enheter" kalles monomerer. Stoffer som stivelse, cellulose og kitin er polysakkarider - biologiske polymerer.

Monosakkarider inkluderer glukose og fruktose, som gir sødme til frukt og bær. Sukkeret i kostholdet sukrose består av glukose og fruktose kovalent knyttet til hverandre. Forbindelser som sukrose kalles disakkarider. Poly-, di- og monosakkarider kalles med den generelle betegnelsen karbohydrater. Karbohydrater inkluderer forbindelser som har forskjellige og ofte helt forskjellige egenskaper.

Bord: Variasjon av karbohydrater og deres egenskaper.

Karbohydratgruppe	Eksempler på karbohydrater	Hvor møtes de?	egenskaper
monosukker	ribose	RNA
	deoksyribose	DNA
	glukose	Bete sukker
	fruktose	Frukt, kjære
	galaktose	Inneholder laktose i melk
oligosakkarider	maltose	Malt sukker	Søt på smak, vannløselig, krystallinsk,
	sukrose	Rørsukker
	Laktose	Melkesukker i melk
Polysakkarider (bygget av lineære eller forgrenede monosakkarider)	Stivelse	Plantelagringskarbohydrat	Ikke søtt hvit, ikke oppløses i vann.
	glykogen	Reserve animalsk stivelse i leveren og musklene
	Fiber (cellulose)
	kitin
	murein	vann . For mange menneskeceller (for eksempel hjerne- og muskelceller) tjener glukose som bæres av blodet som hovedkilden til energi.Stivelse og et veldig likt stoff i dyreceller - glykogen - er polymerer av glukose; de ​​tjener til å lagre det inne i cellen. 2. Strukturell funksjon det vil si at de deltar i konstruksjonen av ulike cellulære strukturer. Polysakkarid cellulose danner celleveggene til planteceller, preget av hardhet og stivhet, det er en av hovedkomponentene i tre. Andre komponenter er hemicellulose, som også tilhører polysakkarider, og lignin (det er ikke av karbohydratkarakter). Kitin utfører også strukturelle funksjoner. Kitin utfører støttende og beskyttende funksjoner Celleveggene til de fleste bakterier består av peptidoglykan murein– denne forbindelsen inneholder rester av både monosakkarider og aminosyrer. 3. Karbohydrater spiller en beskyttende rolle i planter (cellevegger, beskyttende formasjoner som består av cellevegger av døde celler - torner, prikker, etc.). Den generelle formelen for glukose er C 6 H 12 O 6, det er en aldehyd alkohol. Glukose finnes i mange frukter, plantejuicer og blomsternektar, samt i blodet til mennesker og dyr. Blodsukkernivået holdes på et visst nivå (0,65–1,1 g per l). Hvis det er kunstig redusert, begynner hjerneceller å oppleve akutt sult, noe som kan resultere i besvimelse, koma og til og med død. En langvarig økning i blodsukkernivået er heller ikke i det hele tatt gunstig: dette fører til utvikling av diabetes mellitus. Pattedyr, inkludert mennesker, kan syntetisere glukose fra visse aminosyrer og produkter fra nedbrytningen av selve glukose - for eksempel melkesyre. De vet ikke hvordan de skal få glukose fra fettsyrer, i motsetning til planter og mikrober. Interkonverteringer av stoffer. Overflødig protein------karbohydrater Overflødig fett-------------karbohydrater