Олігосахариди.

Це вуглеводи, молекули яких містять від 2 до 8-10 залишків моносахаридів, сполучених глікозидними зв’язками. При їх гідролізі утворюється дві, три або кілька молекул моносахаридів, відповідно їх називають: дисахариди, трисахариди, тетрасахариди і т.д. Основними представниками дисахаридів є сахароза (С₁₂Н₂₂O₁₁) та її структурні ізомери: мальтоза і лактоза:

Дисахариди - цінні харчові продукти, вони разом з полісахари­дами складають основну частину вуглеводів їжі. Основна властивість дисахаридів - гідроліз:

Сахароза міститься у цукрових буряках до 24%, у цукровій тро­стині - до 20%. Її використовують для виготовлення деяких меди­каментів, мікстур для дітей, сиропів тощо. Ізомерами сахарози є лактоза і мальтоза, остання, утворюється при гідролізі крохмалю під впливом ферментів, які містяться у пророслих зернах ячменю, в солоді. При гідролізі мальтози утворюється глюкоза С₁₂Н₂₂O₁₁+Н₂O=2С₆Н₁₂O₆.

Лактоза - молочний цукор. Міститься в молоці тварин і люди­ни. Має відновні властивості. Лактоза дуже добре засвоюється організмом. Під впливом фермента лактази у тонкому кишечнику гідролізує на глюкозу і галактозу. Так як вона не гігроскопічна, на відміну від інших цукрів, лактозу використовують для виготов­лення фармацевтичних препаратів, для харчування немовлят, вона у 4-5 разів менш солодка, ніж сахароза. На відміну від сахарози, мальтоза і лактоза проявляють відновні властивості.

Полісахариди

Це високомолекулярні вуглеводи. Мають важливе біологічне значення як запасні поживні речовини - крохмаль, глікоген, інулін. Деякі полісахариди виконують структурну функцію (целюлоза), регуляторну і ін. Полісахариди являють собою основний енерге­тичний матеріал організму.

В залежності від природи моносахаридів, які входять до їх скла­ду, полісахариди поділяють на: 1) гомополісахариди, 2) гетерополісахариди. При гідролізі перших утворюється лише один моносахарид, других - моносахариди двох або кількох видів. Найбільш важливими гомополісахаридами є крохмаль, клітковина, глікоген, які складаються з залишків глюкози, і інулін, до складу якого вхо­дить фруктоза.

Найбільш поширеними гетерополісахаридами є гіалуронова кислота, гепарин, хондтроїтинсульфати та інші.

Гомополісахариди

Крохмаль (С₆Н₁₀O₅)_n. Природний полімер, що утворюється в процесі фотосинтезу. Найбільше його у зернах рису - до 80%, в пшениці 60-70%, у картоплі - 20%. Складається з залишку α-форми глюкози:

Крохмаль - білий, аморфний порошок. Висушений при 100-110°С він дуже гігроскопічний, на цьому ґрунтується його засто­сування у косметиці, медицині, для виготовлення присипок.

Крохмаль не розчиняється у холодній воді, у гарячій утворюєть­ся колоїдний розчин (крохмальний клейстер). Під впливом аміла­зи у шлунково-кишковому тракті крохмаль гідролізує до глюкози.

Крохмаль складається з двох структурних компонентів - амі­лози і амілопектину, які відрізняються будовою (схеми 10,11). Ам­ілоза має лінійну будову, амілопектин - розгалужену, амілоза має меншу середню молекулярну масу (30000-160000), амілопектин - 100000-1000000. В більшості рослин крохмаль складається з 25% амілози і 75% амілопектину. Не проявляє відновних властивостей з розчином йоду крохмаль в йодиді калію дає характерне сине забарвлення. При нагріванні крохмалю у присутності мінеральних кислот або ферментів він гідролізує (С₆Н₁₀О₅)_n - розчинний крохмаль → декстрини → мальтоза → лактоза.

Клітковина або целюлоза (С₆Н₁₀O₅)_n (від лат. cellula - клітина), є головного складовою частиною мембран рослинних клітин. Во­локна бавовни, фільтрувальний папір, очищена вата - це зразки майже чистої целюлози. Целюлоза, на відміну від крохмалю, скла­дається з залишків β-форми глюкози.

Целюлоза має більшу середню молекулярну масу як крохмаль. У рослинах целюлоза утворюється в результаті складних біохімі­чних перетворень, які починаються з фотосинтезу. Макромолеку­ли целюлози мають лише лінійну, волокнисту будову.

Клітковина не перетравлюється ферментами шлунково-кишко­вого тракту людини. Разом з тим вона сприяє формуванню калу, бере участь у регуляції перистальтики, створює відчуття ситості. Хімічні властивості целюлози визначаються в основному наявні­стю гідроксогруп, по них проходять реакції утворення складних ефірів. З суміші моно- і динітроклітковини, спирту і ефіру виго­товляють медичний колодій, який застосовують для заклеювання невеликих травм, для закріплення пов’язок.

Глікоген - білий аморфний порошок, добре розчинний навіть у холодній воді, утворює колоїдні розчини. Молекули глікогену побудовані аналогічно молекулам амілопектину, він відрізняється лише більшою розгалуженістю молекули, має більшу молекуляр­ну масу.

В організмі людини глікоген синтезується з глюкози і запасаєть­ся в печінці, м’язах, в тому числі і в серці, у мозку. Проте кількість глікогену, яка може відкладатися про запас у тканинах, обмежена.

Після запасання 50-60г глікогену на кілограм тканин з глюкози починають синтезуватися ліпіди, а не глікоген. З цього часу починається ожиріння організму.

Інулін - полісахарид, що складається в основному з залишків β-фруктози (94-97%). Міститься як резервний енергетичний ма­теріал багатьох рослин: бульбах земляної груші, георгін, коренях кок-сагизу, цикорію. Інулін розчиняється у теплій воді, солодкий па смак, використовується при цукровому діабеті як замінник са­харози і крохмалю, а також для діагностики функціонального ста­ну нирок, а саме: для оцінювання їх фільтраційної здатності, за кількістю інуліну в сечі визначають видільну функцію нирок.

Гетерополісахариди (мукополісахариди. глікозаміноглікани) - високомолекулярні речовини, які складаються з різних видів мо­носахаридів (глюкози, галактози, їх похідних аміноцукрів, гексуронових кислот). До їх складу можуть входити карбонові кислоти та ін. Оскільки ці речовини входять до багатьох слизистих суб­стратів, до назви полісахариди добавили префікс «муко», що вка­зує на те, що вперше їх добули з муцину. Глікозаміноглікани є скла­довими елементами різних слизів (слини, сліз, синовіальної ріди­ни суглобів). Основними представниками цієї групи вуглеводів є гепарин, хондроїтинсульфати, гіалуронова кислота, сіалові кис­лоти.

Гепарин - це полімер з середнього молекулярною масою 20000, він складається з залишків глюкуронової кислоти, α-Д-глюкозаміну і сульфатної кислоти. Вперше його виділено з печінки, звідси походить назва (hepar - печінка, лат.). Тепер його виявлено у різних органах і тканинах: легені, нирки, м’язи. Гепарин є природним антикоагулянтом, затримує зсідання крові і тому його застосову­ють для запобігання тромбозу судин, він впливає на обмін К і Na, має протизапальну дію.

Гіалуронова кислота. Складається майже з однакових кілько­стей глюкозаміну (35-43%) і глюкуронової кислоти (40-43%). Се­ред усіх глікозаміногліканів вона має найбільшу молекулярну масу. Гіалуронова кислота виявлена в синовіальній рідині, сухожиллях, у скловидному тілі ока, пупковому канатику, в злоякісних пухли­нах.

Гіалуронова кислота зв’язує великі кількості води, утворює високомолекулярні комплекси з білками, розчини її дуже в’язкі.

Гіалуронова кислота відіграє важливу роль в проникності тканин, в процесах запліднення і у формуванні резистентності організму до інфекцій. Є основним компонентом сполучної тканини.

Хондроїтинсульфати - високомолекулярні гетерополісахариди з молекулярною масою - 40000-50000. При їх гідролізі утворюються N-ацетил галактозамін, глюкуронова, оцтова і сульфат­на кислоти. Хондроїтинсірчана кислота міститься в хрящовій і кістковій тканинах у вигляді комплексів з білком колагеном і виконує в основному опорні функції, а також бере участь в регуляції процесу проникності клітинних мембран.

Сіалові кислоти. Входять до складу нейтральних мукополісахаридів і є похідними нейрамінових і оцтової кислот. Відомо кілька сіалових кислот. Вони є важливим структурним елементом глікопротеїдів і гліколіпідів, входять до складу клітинних мембран, ре­гулюють їх проникність. Сіалові кислоти виявлені також у складі слизу, секрету слинних залоз. У вільному вигляді містяться у крові, лікворі, слизовій оболонці шлунка, щитовидній залозі та інших органах. При інфекційних хворобах, деяких запальних процесах, алергічних станах наступає порушення тканинного метаболізму, в результаті чого у сироватці крові різко зростає концентрація сіа­лових кислот. Є кілька методів визначення цих кислот у лабора­торії. В якості уніфікованих рекомендовані: 1) резорциновий і 2) метод Гесса.

Клініко-діагностичне значення. Кількість сіалових кислот у крові різко зростає при пухлинах головного мозку, інфаркті міо­карда, при туберкульозі, ракових пухлинах, ендокардиті, лейкемії, лімфогранульоматозі, остеомієліті, нефрозі та інших випадках. Збільшується їх концентрація також при паренхіматозних уражен­нях печінки, колагенозах і захворюваннях, які протікають з дест­рукцією сполучної тканини.

Знижується вміст сіалових кислот при перніціозній анемії, гемохроматозі, хворобі Вільсона і дегенеративних процесах цент­ральної нервової системи. У сечі вони виявляються лише при аль­бумінурії.