13.Углеводы. Биологическая роль. Классификация.

К классу углеводов относятся органические соединения, содержащие альдегидную или кетонную группу и несколько спиртовых гидроксилов. Общая формула* Cm (НгО)п. Термин углеводы предложил Шмидт. К углеводам относятся соединения, обладающие разнообразными и часто совершенно различными свойствами. Среди них есть низко- и высокомолекулярные, кристаллические и аморфные, растворимые в воде и нет, гндролизуемые и негидролизуемые. В биосфере углеводов больше, чем других органических соединений, вместе взятых. Углеводы являются теми продуктами, которые образуются первично в зеленых растениях из СОг и воды за счет энергии солнечного света и дают начало другим органическим веществам. Функции углеводов:

- энергетическая. Окисляясь в процессе дыхания, углеводы выделяют заключенную в них энергию и обеспечивают значительную часть потребностей организма

- пластическая. Углеводы используются на синтез многих важных для организма веществ

- нуклеиновых и органических кислот.

- защитная. Углевод - основные компоненты оболочек растительных тканей, они участвуют в построении наружного скелета насекомых, в образовании клеточных стенок бактерий и клеточных мембран всех живых организмов.

- опорная. Целлюлоза и другие полисахариды оболочек растительных клеток не только защищают клетки от внешних воздействий, но и образуют прочный остов растений, его механические и опорные ткани.

- регуляторная. Клетчатка, вызывая механическое раздражение кишечника, способствует его перистальтике и улучшает пищеварение. Взаимопревращения крахмала и Сахаров в замыкающих клетках устьиц регулирует их замыкание.

Специфические функции:

- служат маркерами в процессе узнавания молекул и клетками друг друга

- определяют антигенную специфичность и обуславливают различие групп крови.

- функция запасных питательных веществ (гликоген, крахмал Классификация:

- моносахариды. Углеводы и их производные, которые не способны расщепляться без потери углеводных свойств. Все простые углеводы - это кристаллические тела, хорошо растворимые в воде и имеющие сладкий вкус. По химическим свойствам они бифункциональны. В молекулах моносахаридов присутствуют ассимметричные атомы углерода, следовательно, им свойственна оптическая изомерия. В зависимости со­положения в молекуле карбонильной группы моносахариды существуют в виде изомеров альдоз и кетоз. Альдозы - Д-рибоза, Д-глюкоза, Д-манноза и Д-галактоза. .Кетозы - Д-рибулоза и Д-фруктоза

Глюкоза - один из наиболее распространенных природных Сахаров, в организме - в свободной или связанной форме. Основа тростникового сахара, крахмала и клетчатки. Образует кристаллы. При восстановлении образует Д-сорбит, а при окислении - Д-глюконовую кислоту.

Фруктоза - встречается в свободном и связанном виде, в 2,5 раза слаще глюкозы.

- олнгосахариды. Сахароподобные сложные углеводы со сравнительно невысокой молекулярной массой, хорошей растворимостью в воде, легкой кристаллизацией и сладким вкусом. Молекулы составлены из небольшого числа остатков простых углеводов. В зависимости от количества остатков делятся на дисахариды, трисахариды и т.д. наибольший интерес представляется группа дисахаридов. Они широко распространены и имеют большое практическое значение. По химическому строению дисахариды это гликозиды моносахаридов. Существенное значение имеют мальтоза, целлобиоза, сахароза, лактоза.

Сахароза - дисахарид, составленный из остатков Д-глюкопиранозы и Д-фруктофуранозы. Самый распространенный из дисахаридов. Хорошо кристаллизуется, легко растворяется в воде.

- полисахариды. Высокомолекулярные полимеры моносахаридов и их производных с различным составом и строением. Полисахариды, содержащие остатки моносахаридов одного виды - гомополисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, хитин), нескольких -гетерополисахариды (гиалуроновая, хондроитинсерная кислота, гепарин - предотвращает свертывание крови). Биологическое значение разнообразно. По химическому строению -полигликозиды, сравнительно легко гидрол изуются при кипячении с разбавленными растворами кислот.

Крахмал - один из наиболее распространенных запасных полисахаридов в растениях. Интенсивно накапливается в результате фотосинтеза и накапливается в сенах, клубных и других частях растения. Природных крахмал состоит из двух различных фракций, отличающихся по своему строению и свойствам. 20% - амилоза, 80% - амилопектин. Молекулы амилозы линейны, а амилопектин разветвленен и имеет сферическую форму. Амилопектин трудно растворяется в горячей воду и при охлаждении застывает в студневидную массу. Амилоза хорошо растворима.