- •Тема 2. Углеводы
- •1. Биологическая роль углеводов
- •2. Классификация углеводов
- •2.1. Моносахариды
- •2.1.1. Глюкоза и фруктоза
- •2.1.2. Циклическая форма фруктозы и глюкозы
- •2.1.3. Аминосахара
- •2.1.4. Рибоза и дезоксирибоза
- •2.1.5. Глицериновый альдегид и диоксиацетон
- •2.2. Олигосахариды
- •2.2.1. Сахароза
- •2.2.2. Мальтоза
- •2.2.3. Лактоза
- •2.3. Полисахариды
- •2.3.1. Гомополисахариды
- •2.3.2. Гетерополисахариды
- •3. Норма углеводов в питании
- •4. Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте
- •4.1. Регуляция уровня глюкозы в крови
Тема 2. Углеводы
Цель изучения темы: получить знания об особенностях строения и свойствах углеводов, об их биологической роли в организме, а также роли углеводов пищи и запасных углеводов человеческого тела в ходе процессов восстановления организма после физических нагрузок.
Учебно-целевые вопросы (план самоподготовки по теме)
Общая характеристика углеводов.
Особенности химического строения моно-, ди- и полисахаридов, входящих в состав пищевых продуктов и образующихся в теле человека.
Биологическая роль углеводов, их содержание в различных тканях и органах тела человека.
Ферментативные превращения углеводов в пищеварительной системе.
Транспорт углеводов через клеточные мембраны.
Норма углеводов в питании, понятие гликемического индекса.
Целевые задачи
На основе знаний о структуре и химических свойствах моно-, и- и полисахаридов научиться объяснять различия между углеводами, входящими в состав продуктов питания, и углеводами человеческого тела.
На основе знания основных этапов биохимических превращений углеводов в процесс пищеварения и всасывания выбирать методы применения пищевых углеводов для повышения работоспособности и ускорения восстановительных процессов после физических нагрузок.
Методические указания к изучению темы
Работая над материалом этой темы, прежде всего нужно выяснить, по каким признакам вещества относятся к классу углеводов, рассмотреть циклические и ациклические структуры моносахаридов, поскольку моносахариды являются основой для построения молекул более сложных углеводов. Определение характерных признаков моносахаридов целесообразно начать с выявления функциональных групп. Все моносахариды содержат одну карбонильную группу -С = О и несколько спиртовых гидроокислов -ОН, т. е. являются альдегидо- или кето-спиртами.
Происхождение названия 'Углеводы' связано с тем, что судя по эмпирической формуле, большинство соединений этого класса представляют собой соединения углерода с водой. Так, эмпирическая формула глюкозы С6Н12О6=(СН2О)6, и большинство из распространенных углеводов можно охарактеризовать общей формулой (СН2О)n, n>3. Если карбонил расположен в конце углеродной цепи, он образует альдегидную группу, и моносахарид называется альдозой. Большинство альдоз можно изобразить общей формулой СН2ОН-(СНОН)n-СOH
Если карбонил расположен между углеродными атомами, он представляет собой кетонную группу, и моносахарид называется кетозой. Кетозам соответствует общая формула СН2ОН-СO-(СНОН)n-СН2ОН.
Углеводы можно считать основой существования большинства организмов, т.к. все органические вещества берут начало от углеводов, образующихся в фотосинтезе. В биосфере углеводов больше, чем других органических веществ.
1. Биологическая роль углеводов
Энергетическая. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50-60% суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость - до 70%. При окислении 1 г углеводов выделяется 17кДж энергии (4,1ккал). В качестве основного энергетического источника используется свободная глюкоза или запасы углеводов в виде гликогена.
Пластическая. Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и т.д.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.
Резервная. Углеводы запасаются в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Его запасы зависят от массы тела, функционального состояния организма, характера питания. При мышечной деятельности запасы гликогена существенно снижаются, а в период отдыха после работы восстанавливаются. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.
Защитная. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, покрывающих поверхность сосудов, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий, вирусов, а также от механических повреждений.
Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, выполняют роль антикоагулянтов, являются рецепторами ряда гормонов или фармакологических веществ, оказывают противоопухолевое действие.
Регуляторная. Клетчатка пищи не расщепляется в кишечнике, но активирует перистальтику кишечника, ферменты пищеварительного тракта, усвоение питательных веществ.