Биохимия углеводов.

Углеводы по химической природе являются альдегидо-, кето- спиртами. «Углеводы» связаны с тем, что большинство веществ этого класса отличаются формулой: С_n(H₂O)m.

Содержание углеводов в организме человека в среднем составляет около 2%. Наиболее богаты ими печень, соединительная ткань. Углеводы выполняют многие функции в организме:

1. Энергетическая: 1 г углеводов – 3,75 ккал

2. Структурная: входят в состав клеточным мембран, рецептров, межклеточного вещества, соединительная ткань.

3. Входят в состав других важных веществ для организма (АТФ, НАД, ФАД и др.)

4. Вместе с белками выполняют специфические функции:

   • Иммунная

   • Транспортная (трансферрин, гормоны)

   • Ферментативная (холинэстераза)

   • Рецепторная

   • Коммуникативная (функция межклеточного взаимодействия)

Химию углеводов (смотри в биоорганической химии).

Моносахариды.

По химической природе они являются полигидроксикарбонильными соединениями, а именно альдегидо- и кето- спиртами.

Пентозы.

Гексозы.

Производные моносахаров.

О-гликозид т.к. образованы моносахаридами и Он-содержащими соединениями. N-гликозид т.к. образованы моносахаридами и NH-содержащими соединениями.

О-ацетил производные получаются заменой атома Н₂ на ацетил в спиртовых группах.

Олигосахариды.

Лактоза- молочный сахар – включает в состав β-галактозу и α-глюкозу в циклической форме. Они соединяются 1,4 β-гликозидной связью. Лактоза- специфический дисахарид, преобладает в составе молока – в грудном – 6,5% (65 г/л).

Олигосахариды смешанные. Они представлены несколькими углеводами, соедияются гликозидными связями. Чаще всего моносахаридами является маноза, фруктоза, нейроминовая кислота, галактоза. Олигосахариды в комплексе с белками определяют группую специфичность крови Rh, входят в состав Ig, клеточных рецепторов, определяют межклеточное взаимодействие.

В грудном молоке присутствует большое количество специфичных олигосахаридов (фруктозилактоза – фруктоза, галактоза, глюкоза, лакто-N-тетроза, галактоза, N-ацетилклюкозамин).

Полисахариды.

Они могут быть:

• Гомополисахаридами

• Гетерополисахаридами

Основными полисахаридами для организма являются:

1. Крахмал – пищевой

2. Гликоген – резервный полисахарид организма

Наиболее высокая концентрация гликогена в печени – 5%, мышцах – 2%. Он состоит из циклических форм глюкозы, соединенных 1,4-α-гликозидной связью, ответствление в гликогене формируются за счет 1,6-гликозидных связей. Молекулярная масса гликогена высокая 10⁷-10⁹ дальтон.

Бироль: это резервный энергитический материал, который очень легко может перейти в глюкозу.

Гетерополисахариды.

ГАГ – линейный неразветвленный полисахарид построенный из дисахаридных фрагментов, которые в свой состав включают глюкуроновую кислоту и N-ацетилгексозаминсульфат.

В зависимости от состава дисахаридных фрагментов выделяют несколько видов ГАГ:

1) гиалуроновая кислота

2) хондроэтилсульфаты

3) кератансульфаты

4) гепарин, гепарансульфат.

Гиалуроновая кислота. В состав входят глюкуроновая кислота, N-ацетилглюкозамин. Молекулярная масса 10⁵-10⁷. Содержится в межкеточном веществе соединительной ткани, в синовиальной жидкости, в слизистых секретах. За счет большого количества групп кислота очень гидрофильна. 1 килограмм может связать до 500 мл воды. Биороль:

• Выполняет роль тканевого фермента соединяет волокнистые структуры в единую ткань

• Водно-солевой обмен

• Определяет сосудисто-тканную проницаемость

• Придает тургор ткани

Хондроэтилсульфаты. Содержат глюкуроновую кислоту, N-ацетилгалактозамин сульфат. Распространены в хрящевой ткани, коже, сухожилия и другие. Молекулярная масса 18-28 тысяч дальтон. Роль – структурная.

Кератансульфаты. Содержат в своём составе N-ацетигалактоззамин + галактозу +H₃SО₄ (присоединяется к N-ацетилгалактозамину). С возрастом содержание кератансульфатов возрастает (в межпозвоночных хрящах, в роговице и т. д.).

Гепарин. Включает в состав: глюкоранатсульфат, N-ацетилглюкозаминсульфат, Синтезируется в тучных клетках. Функция: является антикоагулянтом, структурный компонент базальных мембран, активатор некоторых ферментов, дезинтоксикационная функция.

Гликозаминогликаны чаще всего в тканях находятся не в свободном состоянии, а в составе протеогликанов.

Протеогликаны – это белково-углеводный комплекса в которых содержится белки <5%, а углеводная часть представлена гликозаминогликанами. В хрящевой ткани протеогликаны образуют особые структуры – протеогиликановые агрегаты. Наиболее распространенным является агрекан. И имеет следующую структуру. Этот агрегат имеет молекулярную массу до 1 милиарда. Наряду с этими большими агрегатами присутствуют малые протеогликанные агрегаты в которые входят один белково-полипептидно-углеводный комплекс и две, три углеводные цепочки – бигликаны.