Химия и функции углеводов. Переваривание углеводов

1. Что такое углеводы? Как классифицируются углеводы?

Углеводы – это широкая группа веществ, по химической природе являющихся многоатомными спиртами с альдегидной или кетоновой группой, которые выполняют большое количество разнообразных биологических функций. Общая формула углеводов – C_m(H₂O)_n.

В зависимости от количества мономеров в составе и их химической природы все углеводы разделяют на 3 группы:

А) Моносахариды – в зависимости от химической природы делятся на альдозы и кетозы, в зависимости от числа атомов углерода в молекуле – на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д. Моносахариды состоят из 1 мономера и не могут быть гидролизованы до более простых форм.

Б) Олигосахариды – полимеры из нескольких (от 2 до 10) мономеров, соединенных гликозидной связью. Также делятся по числу входящих мономеров на дисахариды, трисахариды и т.д.

В) Полисахариды – полимеры из более 10 мономеров. В случае, если все мономеры в цепи одинаковые, полимер называют гомополисахаридом (гомогликаном). В противном случае – гетерополисахаридом (гетерогликаном).

2. Перечислите основные углеводы пищи. Каково значение этих углеводов для организма?

Основными углеводами пищи являются:

1. Крахмал – это разветвленный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы (гомогликан). Источник: зерна злаков, луковицы, зерна, клубни растений. Служит источником. Значение: превращение в глюкозу для получения дополнительной энергии.

2. Гликоген – это разветвленный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы (гомогликан). Источник: продукты животного происхождения. Значение: служит для запасания глюкозы в организме. От крахмала отличается большей степенью ветвления и животным происхождением.

3. Целлюлоза – линейный полисахарид из остатков глюкозы (гомогликан). Источник: растительная пища. Значение: стимулирование пищеварения.

4. Глюкоза – это мономер, альдогексоза. Значение: источник дополнительной энергии для организма.

5. Фруктоза – это мономер, кетогексоза. Значение: аналогичное глюкозе.

3. Охарактеризуйте моносахариды. Какие структурные особенности определяют их свойства? Укажите значение моносахаридов, назовите основных представителей. Какие производные моносахаридов встречаются в клетке?

Моносахариды – это углеводы, которые не могут быть гидролизованы до более простых форм углеводов.

Свойства моносахаридов определяются их структурными особенностями.

А) Являются производными многоатомных спиртов, содержат карбонильную группу. В зависимости от положения карбонильной группы моносахариды делят на альдозы и кетозы.

Б) По количеству атомов углерода моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы, октозы.

В) Моносахариды способы существовать в линейной и циклической формах. Для первой характерно наличие стереоизомеров, т.е. D- и L-форм. В организме млекопитающих моносахариды находятся в D-конфигурации из-за стереоспецифичности ферментов.

Г) Для моносахаридов в циклической форме характерно образование альфа и бета форм (соответственно, OH-группа ниже и выше кольца). Такие изомеры называются аномеры.

Значение моносахаридов заключается в их способности окисляться как в анаэробных, так и в аэробных процессах. Это позволяет обеспечить организм человека большим количеством постоянно доступной энергии.

Основные представители:

1. Глюкоза

2. Фруктоза

3. Рибоза

4. Галактоза

В клетке встречаются следующие производные моносахаридов:

1. Уроновые кислоты – это производные гексоз, имеющие в 6 положении карбоксильные группы (глюкуроновая, аскорбиновая, галактуроновая и т.д.) Входят в состав протеогликанов.

2. Аминосахара – производные сахаров, содержащие аминогруппу (глюкозамин, галактозамин). Входят в состав ряда антибиотиков (эритромицин, карбомицин); дисахаридных компонентов гетерополисахаридов.

3. Сиаловые кислоты – производные нейраминовой кислоты. Входят в состав гликопротеинов и гликолипидов.

4. Гликозиды – соединения из моносахарида и гидроксильной группы другого вещества (не обязательно моносахарида).