2. Классификация углеводов.
По способности реакции гидролиза.
Углеводы
Простые (моносахариды).
1. Биозы (С2Н4О2)
2. Триозы (С3Н6О3)
3. Тетрозы (С4Н8О4)
4. Пентозы (С5Н10О5) – рибоза.
5. Гексозы (С6Н12О6) –глюкоза, фруктоза.
6. Гептозы (С7Н14О7)
Сложные (подвергаются гидролизу)
1. Дисахариды (С12Н22О11).
2. Трисахариды
3. Полисахариды (С6Н10О5).
Моносахариды
Гексозы. Могут образовывать 22 вида изомеры. Они могут превращаться друг в друга.
Глюкоза является 5-ти атомным альдегидоспирта. При взаимодействии с кислотами могут образоваться сложные эфиры глюкозы.
Фруктоза является 5-ти атомным кетона спиртом. Как и альдегидная группа может окисляться и восстанавливаться. За счёт спиртовых групп могут образоваться сложные эфиры.
Пентозы.
Рибоза Дезоксирибоза
Дисахариды
Основное свойство способность к реакции гидролиза.
1.
2.
3.
Полисахариды
Высокомолекулярные вещества, построенные из сотен и тысяч остатков моносахаридов или их производных. Подвергаются гидролизу.
3. Переваривание и усвоение пищевых углеводов.
Гидролиз пищевых углеводов происходит в ротовой полости и в тонком кишечнике. В желудке они не перевариваются.
В ротовой полости:
рН слюны – нейтральная. Ферменты амилаза и лактаза.
Тонкий кишечник:
Сложные углеводы и декстрины, под действием амилазы поджелудочной железы и ферментов мальтазы, сахаразы, лактазы постепенно гидролизуются до основного продукта глюкозы. Другие моносахариды образуются в небольшом количестве и вместе с глюкозой поступают в кровь.
Содержание глюкозы в крови составляет в покое 3,3 – 6,0 ммоль/л. В зависимости от содержания глюкозы в крови могут быть и другие состояния организма:
1. Гипогликемия < 3,3
2. Гипергликемия > 6,0
3. Гликозурия – обнаружение глюкозы в моче. Возникает при очень сильной гипергликемии.
4. Превращения углеводов в ткань.
В процессах ассимиляции, глюкоза в основном используется для синтеза гликогена в клетках. Участвует в образовании различных дисахаридов и трисахаридов, используется в синтезе сложных белков гликопротеидов. Углеводы рибоза и дезоксирибоза участвуют в синтезе молекул РНК и ДНК, в синтезе коферментов НАД, ФАД и др.
В процессах диссимиляции сложные углеводы (гликоген, дисахариды) ферментативно окисляются до глюкозы и других моносахаридов. Глюкоза подвергается окислению для обеспечения энергетической функции клеток, для ресинтеза АТФ. Она может окисляться как аэробно, так и анаэробно.
Гликолиз.
Гликолиз – это анаэробное окисление глюкозы до молочной кислоты (две молекулы). На начальных этапах гликолиза с затратой двух АТФ образуются гексоза фосфорные эфиры.
На последующих этапах гликолиза образуются два вида макроэргических промежуточных продуктов в процессах гликолиза (1-ДФГК~Ф, 2-ПВК~Ф). Эти вещества участвуют в ресинтезе АТФ. При этом образуются 4АТФ.
Первый фермент гликолиза – гексокиназа. Которая с затратой АТФ, превращает глюкозу в глюкоза 6 фосфат. На завершающем этапе гликолиза с участием фермента лактатдегидрогеназы из ПВК образуются молекулы молочной кислоты. В покое содержание лактата в крови составляет 1,0-1,5 ммоль/л. При физических нагрузках остро анаэробного характера может достигать 25(30) ммоль/л.
Аэробное окисление глюкозы.
На первых этапах до стадии ПВК, аэробное окисление происходит идентично гликолизу. В аэробных условиях молочная кислота из ПВК образовываться не может, так как коферменты дегидрогеназ находятся в окисленной форме.
В этих условиях молекулы ПВК декарбоксилируются с образованием активной уксусной кислоты (Ацетил-КоА). Действует сложный ферментативный комплекс декарбоксилаза ПВК. В этом комплексе участвуют коферменты ТПФ (Витамин В1), кофермент А, витамин В3, кофермент НАДФ, липоевая кислота (Витамин N). В обычных условиях в покое этот комплекс является основным компонентом аэробного окисления веществ. При создании анаэробных условий быстрее начинает протекать процесс превращения ПВК в молочную кислоту, так как эта реакция протекает гораздо быстрее. В дальнейшем окисление ацетил кофермента А происходит в митохондриях клеток с участием ферментов цикла Кребса и ферментов дыхательных цепочек митохондрий. В реакциях цикла Кребса происходит образование СО2, в дыхательных цепочках митохондрий окисление завершается образованием Н2О, а походу происходит окислительное фосфорилирование и образуются молекулы АТФ. Энергетический эффект анаэробного окисления глюкозы до Н2О и СО2 составляет 38 АТФ.