3

КАРАГАНДИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра общей и биологической химии

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

Ч. 1. ОБМЕН И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Караганда 2003

Авторы: зав. кафедрой проф. Л.Е. Муравлева, доцент Т.С. Омаров, доцент С.А. Искакова, преподаватели Д.А. Клюев, О. А. Понамарева

Рецензент: доцент Н.У. Танкибаева

Утверждена на заседании кафедры пр.№ _____ от _______________2003 г.

Утверждена зав. кафедрой ________________________________________

Утверждена на МК медико-биологического и фармацевтического факультетов

пр.№ _____ от _______________2004 г.

Председатель________________________________________________

Обмен и функции углеводов Функции углеводов

В основном углеводы выполняют энергодативную функцию. Главными источниками энергии являются глюкоза и гликоген. Кроме того, из углеводов могут синтезироваться липиды, некоторые аминокислоты, пентозы. Углеводы входят как составная часть в структурно-функциональные компоненты клетки - гликолипиды и гликопротеины, входят в состав соединительной ткани. Гепарин является антикоагулянтом.

Классификация углеводов

Моносахариды, которые не могут быть гидролизованы на более простые сахара. В зависимости от числа атомов углерода их подразделяют на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. В зависимости от присутствия альдегидной или кетоновой группы на альдозы и кетозы.

Дисахариды состоят из двух остатков моносахаридов:

1)      сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных a-1,4-гликозидной связью;

2)      лактоза состоит из остатков глюкозы и галактозы, соединенных b-1,4-гликозидной связью;

3)      мальтоза состоит из двух остатков глюкозы, соединенных a-1,4-гликозидной связью;

4)      целлобиоза состоит из двух остатков глюкозы, соединенных b-1,4-гликозидной связью.

Гомополисахариды - длинные разветвленные цепи, состоящие из одних и тех же моносахаридов:

1)      крахмал - полимер глюкозы, соединенной a-1,4 и a-1,6-гликозидными связями. При этом неразветвленные цепи образуют амилозу (20%), а разветвленные амилопектин (80%);

2)      гликоген - животный крахмал, состоящий из остатков глюкозы. Это более разветвленный полимер, чем крахмал. При частичном гидролизе крахмала или гликогена образуются декстрины (более короткие разветвленные цепи);

3)      целлюлоза - главный компонент структурной основы растительных клеток. Это линейный полимер глюкозы, соединенной b-1,4-гликозидными связями.

Строение гликогена представлено на рисунке 1:

Рисунок 1

Гетерополисахариды состоят из разных мономеров:

1)      гепарин содержит остатки D-глюконат-2-сульфита и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата;

2)      гиалуроновая кислота состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и остатков N-ацетилглюкозамина. Входит в состав соединительной ткани и участвует в регуляции проницаемости кканей.

Суточная норма углеводов в пище составляет 400-500 г.

Основными углеводами пищи являются:

1. крахмал - разветвленный гомополисахарид из глюкозы. Мономеры линейных участков соединены  -1,4-гликозидными связями, а в местах разветвления  -1,6 связями.

2. дисахариды - сахароза (глк-(  -1,2)-фру), лактоза (гал-(  -1,4)-глк), мальтоза (глк-(  -1,4)-глк).

Переваривание и всасывание углеводов

Целлюлоза не расщепляется в желудочно-кишечном тракте, у человека соответствующие ферменты не вырабатываются. Однако непереваренная целлюлоза из раститель­ной пищи способствует нормальной перистальти­ке кишечника.

Гидролиз крахмала начинается в полости рта при участии амилазы слюны, которая частично расщепляет внутренние  -1,4-гликозидные связи, образуя менее крупные, чем крахмал молекулы – декстрины. Потенциально -амилаза слюны в ротовой полости способна расщепить пищевой крахмал или гликоген до дисахаридов мальтозы и изомальтозы. Это можно подтвердить, подержав длительное время во рту кусочек несладкого хлеба или булки. Через некоторое время можно почувствовать сладкий вкус, придаваемый образовавшейся мальтозой.

Но в реальных условиях пища находится во ротовой полости не слишком длительное время и мальтоза не образуется.

Желудочный сок не содержит ферментов, рас­щепляющих пищевые углеводы. Амилаза слюны инактивируется в желудке, так как оптимальное зна­чение рН для ее активности составляет 6,7, а рН же­лудочного сока — около 2,0. Лишь внутри пищевого комка амилаза слюны некоторое время продолжает действовать.

Переваривание углеводов возобновляется при поступлении пищевых масс из желудка в тонкий кишечник. Поступающий оттуда кислый химус нейтрализуется щелочными солями (бикарбонатами), поступающими в 12-перстную кишку вместе с соком поджелудочной железы. К тому же, в стенке этой кишки есть железы, тоже вырабатываюшие бикарбонаты. Таким образом, среда в просвете 12-перстной кишки имеет слабощелочную реакцию, близкую к рН-оптимуму панкреатической -амилазы.

Панкреатическая -амилаза завершает расщепление полисахаридов и олигосахаридов до дисахарида мальтозы.

Дисахарид мальтоза и остальные дисахариды, поступившие с пищей расщепляются ферментами пристеночного переваривания углеводов до моносахаридов (сахаразой, лактазой, мальтазой и изомальтазой) Эти ферменты выделяются слизистой оболочкой кишечника в составе кишечного сока. Реакции, катализируемые ферментами пристеночного переваривания углеводов, представлены на рисунке 2.

После всасывания глюкоза по системе воротной вены поступает в печень. В печени основное количество глюкозы откладывается запасается в виде гликогена, а остальная глюкоза идёт в общий кровоток для питания других клеток. Так происходит после принятия пищи на высоте пищеварения.

В состоянии "натощак" (вне приёма пищи) гликоген в печени постепенно распадается до глюкозы, и глюкоза из печени уходит в общий кровоток к другим тканям.

Эти механизмы поддерживают концентрацию глюкозы в крови на постоянном уровне: 3.9 - 6.1 ммоль/л.

Рисунок 2