Обмен+углеводов.+Патохимия.+2011

3.3. ЛЕКЦИЯ № 1

Тема: Переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена.

Углеводы – это многоатомные альдегидо или кетоспирты или их полигликозиды.

Классификация

По способности к гидролизу на мономеры все углеводы делят на:

1.Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются с образованием более простых углеводов; Моносахариды по положению оксогруппы делятся:

•Альдозы (рибоза, ксилоза, глюкоза),

•Кетозы (рибулоза, ксилулоза, фруктоза)

Моносахариды по количеству атомов углерода делятся на:

•Триозы (глицериновый альдегид),

•Тетрозы (эритроза)

•Пентозы (рибоза, ксилоза),

•Гексозы (глюкоза, галактоза, фруктоза)

•Гептозы

•Октозы

2.Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются до 2х моносахаридов. Представители: лактоза, мальтоза, изомальтоза.

3.Олигосахариды – углеводы, которые гидролизуются с образованием 2 10 моносахаридов. Олигосахара являются фрагментами гликолипидов, гликопептидов.

4.Полисахариды – углеводы, при гидролизе которых образуется более 10 моносахаридов (от десятков до несколько тысяч).

Полисахариды по продуктам гидролизы делятся:

•Гомополисахариды полимеры, состоящие из одного мономера, которые гидролизуются с образованием одного вида моносахарида (гликоген, крахмал).

•Гетерополисахариды полимеры, состоящие из биозных фрагментов, которые гидролизуются с образованием несколько видов моносахаридов (гиалуроновая кислота, гепарин, ходроитинсульфаты, гепарансульфаты, кератансульфаты).

11

Примечание

* В ди , олиго и полисахаридах моносахариды соединены о гликозидной связью. Обычно эта связь образуется между гликозидной группой одного моносахарида и гидроксильной группой у 4 го атома углерода следующего моносахарида (1,4 гликозидная связь). Гликозидная связь гидролизуется в кислой среде и под действием специфических ферментов.

Физико химические свойства углеводов. Их представители

1. Моносахариды

1)Нейтральные бесцветные кристаллические вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде, имеют низкую температуру плавления.

2)Моносахариды содержат хиральные атомы углерода, благодаря которым они обладают оптической изомерией. У человека практически все моносахариды имеют D форму. Графически моносахариды изображаются согласно правилу Фишера (проекция Фишера).

3)Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам.

4)При окислении альдегидной и гидроксильной группы у последнего атома углерода альдозы превращаются в кислоты (оновые, аровые, уроновые).

5)При восстановлении оксогруппы (альдегидной или кето) альдозы и кетозы превращаются в многоатомные спирты.

6)У моносахаридов оксогруппа и гидроксильная группа у удаленного атома углерода (С4, С5) способны обратимо вступать в реакцию с образованием полуацеталя. В результате моносахарид образует циклическую форму (фуранозный 5 членный или пиранозный 6 членный цикл). В этой реакции возникает новый хиральный атом, который называется аномерный. Благодаря этому хиральному атому у моносахарида появляется дополнительно 2 оптических изомера α и β аномера. Графически о циклическая форма моносахарида изображается правилам Хеуорса (формула Хеуорса). Находящаяся у аномерного атома ОН группа называется гликозидной, благодаря отрицательному индуктивному эффекту со стороны кислорода, находящимся в фуранозном или пиранозном цикле, она обладает большей реакционной способностью по сравнение с обычной гидроксильной группой – ОН.

12

Производные моносахаридов

Уроновые кислоты органические вещества, относящиеся к моносахаридам, отличаются присутствием карбоксильной группы (– COOH) вместо первичной гидроксильной (– CH2OH). Входят в состав глюкополисахаридов.

Фукоза 6 дезоксигалактоза, моносахарид, относящийся к дезоксигексозам. Входит в состав олигосахаров, определяет группы крови и антигенную специфичность тканей.

Нейраминовая кислота 5 амино 3,5 дезокси D глицеро D галактононулозо новая кислота, производное ПВК и гексоз. Входит в состав гликолипидов и гликопротеидов, участвует в связывании вирусов и нейротоксинов.

14

Сиаловые кислоты одноосновные полиоксиаминокислоты, производные нейраминовой кислоты. Входят в состав олигосахаров в качестве концевых фрагментов гликопротеинов и гликолипидов, определяющих антигенные свойства ткани.

2.Дисахариды

1.По физико химическим свойствам дисахариды похожи на моносахариды. Это нейтральные бесцветные кристаллические вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде, имеют низкую температуру плавления.

2.В дисахаридах моносахариды соединены через гликозидную связь.

Благодаря гликозидной группе дисахариды способны к гидролизу (условие кислая среда или действие специфического фермента)

с образованием 2 моносахаридов.

3.Если гликозидная группа у второго моносахарида свободна, то дисахарид способен окислятся до бионовой кислоты (лактоза → лактобионовая кислота). Такой дисахарид называется редуцирующим. Если две гликозидных группы заняты образованием гликозидной связи, то такой дисахарид не окисляется и называется нередуцирующим (сахароза).

15

Функции углеводов

Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются до более простых углеводов.

Моносахариды

•выполняютэнергетическуюфункцию(образованиеАТФ).

•выполняют пластическую функцию (участвуют в образовании ди , олиго , полисахаридов, аминокислот, липидов, нуклеотидов).

•выполняют детоксикационную функцию (производные глюкозы, глюкурониды, участвуют в обезвреживании токсичных метаболитов и ксенобиотиков).

•являютсяфрагментамигликолипидов(цереброзиды).

Дисахариды– углеводы, которыегидролизуютсяна2 моносахарида. Учеловека образуется только 1 дисахарид лактоза. Лактоза синтезируется при лактации в молочныхжелезахисодержитсявмолоке. Онаявляется:

•источникомглюкозыигалактозыдляноворожденных;

•участвует в формировании нормальной микрофлоры кишечника у новорожденных.

Олигосахариды– углеводы, которыегидролизуютсяна3 10 моносахаридов.

Олигосахариды являются фрагментами гликопротеинов (ферменты, белки транспортёры, белки рецепторы, гормоны), гликолипидов (глобозиды, ганглиозиды). Ониобразуютнаповерхностиклеткигликокаликс.

Полисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 10 и более моносахаридов. Гомополисахаридывыполняютзапасающуюфункцию(гликоген– форма хранения глюкозы). Гетерополисахариды (ГАГ) являются структурным компонентом межклеточного вещества (хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота), участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток, препятствуют свертыванию крови (гепарин).

Углеводы пищи. Нормы и принципы нормирования в суточной пищевой потребности. Биологическая роль.

В пище человека в основном содержатся полисахариды — крахмал, целлюлоза растений, в меньшем количестве гликоген животных. Источником сахарозы служат растения, особенно сахарная свёкла, сахарный тростник. Лактоза поступает с молоком млекопитающих (в коровьем молоке до 5% лактозы, в женском молоке — до 8%). Фрукты, мёд, соки содержат небольшое количество глюкозы и фруктозы. Мальтоза есть в солоде, пиве.

20