Pagrindinis > Uogos

Koks yra angliavandenių metabolizmas organizme?

Tinkamu mitybos ir maistinių medžiagų balanso paskirstymu angliavandeniai vaidina svarbų vaidmenį. Žmonės, kurie rūpinasi savo sveikata, žino, kad sudėtingi angliavandeniai yra geriau nei paprastieji. Ir geriau valgyti maistą ilgesniam virškinimui ir energijos tiekimui visą dieną. Bet kodėl tiksliai? Koks skirtumas tarp lėto ir greito angliavandenių asimiliacijos procesų? Kodėl saldainiai turėtų būti naudojami tik uždaryti baltymų langą, o medus geriau valgyti tik naktį? Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, išsamiai apsvarstykite keitimąsi angliavandeniais žmogaus organizme.

Sacharidų skaidymo etapai

Prieš svarstant biocheminių reakcijų organizme ypatumus ir angliavandenių apykaitos poveikį sportinei veiklai, išnagrinėkime sacharidų suskaidymo procesą su tolesniu jų transformavimu į tą patį glikogeną, kurį sportininkai taip drąsiai gauna ir praleidžia rengdamiesi konkursui.

1 etapas. Preliminarus seilių skaidymas

Skirtingai nuo baltymų ir riebalų, angliavandeniai pradeda skaldyti beveik iš karto, kai patenka į burną. Faktas yra tai, kad daugumą į organizmą patekusių produktų sudaro sudėtingi krakmolai turintys angliavandeniai, kurie po seilių ir mechaninio veiksnio yra suskirstyti į paprastus cukrus.

2 etapas. Skrandžio rūgšties poveikis tolesniam suskirstymui

Čia veikia skrandžio rūgštis. Jis suskaido kompleksinius sacharidus, kurių seilės neturi. Visų pirma, veikiant fermentams, laktozė suskaidoma į galaktozę, kuri vėliau virsta gliukoze.

3 etapas. Gliukozės įsiurbimas kraujyje

Šiame etape beveik visas fermentuotas greitas gliukozė tiesiogiai absorbuojamas į kraują, apeinant fermentacijos procesus kepenyse. Energijos lygis smarkiai pakyla, o kraujas tampa turtingesnis.

4 etapas. Saturacija ir insulino atsakas

Gliukozės įtakoje kraujas sutirštėja, todėl sunku judėti ir transportuoti deguonį. Gliukozė pakeičia deguonį, kuris sukelia atsargų atsaką - sumažina angliavandenių kiekį kraujyje.

Insulinas ir gliukagonas iš kasos patenka į plazmą. Pirmasis atveria transporto ląsteles, per kurias cukrus perkeliamas į juos, o tai atkuria prarastą medžiagų pusiausvyrą. Gliukagonas, savo ruožtu, sumažina glikozės sintezę iš glikogeno (vidinių energijos šaltinių suvartojimas) ir insulino „skyles“ pagrindinėse kūno ląstelėse ir jose gliukozės arba lipidų pavidalu.

5 etapas. Angliavandenių metabolizmas kepenyse

Pakeliant virškinimą, angliavandeniai susiduria su pagrindiniu kūno gynėju - kepenų ląstelėmis. Šiose ląstelėse angliavandeniai, veikiantys specialiomis rūgštimis, jungiasi prie paprasčiausių grandinių - glikogeno.

6 etapas. Glikogenas arba riebalai

Kepenys gali apdoroti tik tam tikrą kiekį monosacharidų kraujyje. Padidėjęs insulino lygis daro ją kuo greičiau. Jei kepenyse nėra laiko gliukozei konvertuoti į glikogeną, atsiranda lipidų reakcija: visas laisvas gliukozės kiekis rūgštimi surišamas į paprastus riebalus. Kūnas tai daro siekdamas palikti rezervą, tačiau, atsižvelgiant į mūsų nuolatinį maitinimą, jis „pamiršo“ virškinti, o gliukozės grandinės, virsta plastikiniu riebaliniu audiniu, yra transportuojamos po oda.

7 etapas. Antrinis skilimas

Jei kepenys susidūrė su cukraus apkrova ir sugebėjo paversti visus angliavandenius į glikogeną, pastarasis, veikiantis hormono insulino, turi laiko sukrauti į raumenis. Be to, esant deguonies trūkumui, jis suskaidomas į paprasčiausią gliukozę, o ne grįžta į bendrą cirkuliaciją, bet lieka raumenyse. Taigi, apeinant kepenis, glikogenas tiekia energiją specifiniams raumenų susitraukimams, kartu didindamas ištvermę.

Šis procesas dažnai vadinamas „antruoju kvėpavimu“. Kai sportininkas turi didelių glikogeno ir paprastų visceralinių riebalų atsargų, jie bus paversti grynąja energija tik be deguonies. Savo ruožtu, riebalų rūgštyse esantys alkoholiai skatina papildomą vazodilataciją, dėl kurios jo trūkumas sąlygoja geresnį ląstelių jautrumą deguoniui.

GI metabolizmo savybės

Svarbu suprasti, kodėl angliavandeniai yra suskirstyti į paprastus ir sudėtingus. Viskas apie jų glikemijos indeksą, kuris lemia skilimo greitį. Tai savo ruožtu sukelia angliavandenių apykaitos reguliavimą. Kuo paprastesnis angliavandenis, tuo greičiau jis patenka į kepenis ir kuo didesnė tikimybė, kad ji pavirs riebalais.

Apytikslė glikemijos indekso lentelė su bendra angliavandenių sudėtimi produkte:

GN metabolizmo savybės

Tačiau netgi maisto produktai, turintys didelį glikemijos indeksą, nesugeba sutrikdyti angliavandenių metabolizmo ir funkcijos, nes glikeminė apkrova. Naudojant šį produktą, nustatoma, kiek kepenų kraunama gliukoze. Kai pasiekiama tam tikra GN riba (apie 80-100), visos kalorijos, įvedamos virš normos, bus automatiškai konvertuojamos į trigliceridus.

Apytikslė glikemijos apkrovos lentelė su bendra kalorija:

Insulino ir gliukagono reakcija

Vartojant bet kokį angliavandenį, nesvarbu, ar jis yra cukrus, ar sudėtingas krakmolas, organizmas iškart pradeda dvi reakcijas, kurių intensyvumas priklausys nuo anksčiau minėtų veiksnių ir, pirma, nuo insulino išsiskyrimo.

Svarbu suprasti, kad insulinas visada išleidžiamas į kraują pulsais. Tai reiškia, kad vienas saldus pyragas kūnui yra toks pat pavojingas kaip 5 saldus pyragas. Insulinas reguliuoja kraujo tankį. Būtina, kad visos ląstelės gautų pakankamai energijos, nedirbdamos hiper- arba hipo režimu. Tačiau svarbiausia, kad jo judėjimo greitis, apkrova širdies raumenims ir deguonies transportavimo galimybė priklauso nuo kraujo tankio.

Insulino išsiskyrimas yra natūrali reakcija. Insulinas yra pilnas angų visose kūno ląstelėse, kurios gali sugerti papildomą energiją ir užrakinti jas. Jei kepenys susidorojo su apkrova, į ląsteles dedamas glikogenas, jei kepenys nepavyko, tada riebalų rūgštys patenka į tas pačias ląsteles.

Taigi angliavandenių apykaitos reguliavimas vyksta tik dėl insulino išsiskyrimo. Jei to nepakanka (ne chroniškai, bet vieną kartą), asmuo gali turėti cukraus pagirių - būklę, kai organizmui reikia papildomo skysčio, kad padidėtų kraujo tūris, ir skiedžiamas visomis turimomis priemonėmis.

Antrasis svarbus veiksnys šiame angliavandenių metabolizmo etape yra gliukagonas. Šis hormonas lemia, ar kepenims reikia dirbti su vidiniais šaltiniais, ar su išoriniais. Gliukagono įtakoje kepenys išskiria paruoštą glikogeną (ne išardytą), gautą iš vidinių ląstelių, ir pradeda gliukogeną surinkti iš gliukozės. Tai yra vidinis glikogenas, kurį insulinas pirmą kartą paskirsto į ląsteles.

Vėlesnis energijos paskirstymas

Vėlesnis angliavandenių energijos pasiskirstymas priklauso nuo papildymo tipo ir kūno tinkamumo:

  1. Nekvalifikuotas asmuo, turintis lėtą metabolizmą. Glikogeninės ląstelės, kurių gliukagono koncentracija mažėja, grįžta į kepenis, kur jos yra apdorojamos trigliceridais.
  2. Atletas. Glikogeno ląstelės, veikiančios insulino įtaką, yra stipriai užfiksuotos raumenyse, suteikdamos energijos šioms pratyboms.
  3. Ne sportininkas, turintis greitą medžiagų apykaitą. Glikogenas grįžta į kepenis, transportuojamas atgal į gliukozės kiekį ir tada prisotina kraują iki ribinio lygio. Tokiu būdu jis sukelia išsekimo būseną, nes, nepaisant tinkamo energijos išteklių tiekimo, ląstelės neturi reikiamo deguonies kiekio.

Energijos metabolizmas yra procesas, kuriame dalyvauja angliavandeniai. Svarbu suprasti, kad net jei nėra tiesioginių cukrų, organizmas vis dar suskaidytų audinius iki paprasčiausios gliukozės, dėl kurios sumažės raumenų audinys arba riebalinis audinys (priklausomai nuo streso tipo).

Angliavandenių metabolizmas žmonėms

Žmogus energijos už savo egzistavimą gauna iš angliavandenių. Žinduoliuose jie atlieka vadinamąją energijos funkciją. Produktai, kuriuose yra sudėtingų angliavandenių, turėtų būti ne mažiau kaip 40–50% asmens dienos raciono kalorijų. Gliukozę lengva mobilizuoti iš organizmo „atsargų“ stresinėse situacijose arba intensyvios fizinės jėgos.

Šiek tiek sumažėjęs gliukozės kiekis kraujyje (hipoglikemija) pirmiausia veikia centrinę nervų sistemą:

- atsiranda silpnumas
- galvos svaigimas
- ypač apleistais atvejais gali atsirasti sąmonės netekimas,
- nesąmonė
- raumenų mėšlungis.

Dažniausiai kalbant apie angliavandenius, vienas iš garsiausių šios klasės organinių medžiagų atstovų - tai krakmolas, kuris yra vienas iš labiausiai paplitusių polisacharidų, t.y. Jį sudaro daugybė serijiniu būdu sujungtų gliukozės molekulių. Kai krakmolas oksiduojamas, jis virsta individualiomis aukštos kokybės gliukozės molekulėmis. Tačiau, kaip minėta pirmiau, krakmolas susideda iš milžiniško gliukozės molekulių kiekio, jo visiškas suskaidymas vyksta žingsnis po žingsnio: nuo krakmolo į mažesnius polimerus, tada į disacharidus (kurie susideda tik iš dviejų gliukozės molekulių) ir tik tada į gliukozę..

Angliavandenių skaidymo etapai

Maisto perdirbimas, kurio pagrindinė sudedamoji dalis yra angliavandenių komponentas, atsiranda skirtingose ​​virškinimo trakto vietose.

- skilimo pradžia vyksta burnos ertmėje. Per kramtomojo maisto veiksmą apdoroja fermentas seilė Pitalinas (amilazė), kurią sintezuoja parotidinės liaukos. Tai padeda didelei krakmolo molekulei suskaidyti į mažesnius polimerus.

- kadangi maistas trumpą laiką yra burnoje, jis turi būti toliau apdorojamas skrandyje. Kai angliavandenių produktai yra skrandžio ertmėje, jie yra susimaišę su kasos sekrecija, būtent kasos amilaze, kuri yra efektyvesnė už burnos ertmės amilazę, ir todėl jau po 15-30 minučių, kai chromas (pusiau skystas, ne visiškai virškinamas skrandžio kiekis) iš skrandžio pasiekia dvylikapirštės žarnos beveik visi angliavandeniai jau yra oksiduoti į labai mažus polimerus ir maltozę (disacharidą, dvi sujungtas gliukozės molekules).

- iš dvylikapirštės žarnos, polisacharidų ir maltozės mišinys tęsia nuostabią kelionę į viršutinę žarnyną, kur vadinamasis žarnyno epitelio fermentas užsiima jų galutiniu apdorojimu. Enterocitai (ląstelės, jungiančios plonosios žarnos mikrovilius) turi fermentų laktazę, maltazę, sacharazę ir dekstrinazę, kurios atlieka galutinį disacharidų ir mažų polisacharidų apdorojimą monosacharidais (tai dar viena molekulė, bet ne gliukozė). Laktozė suskaidoma į galaktozę ir gliukozę, sacharozę į fruktozę ir gliukozę, maltozę, kaip ir kitus mažus polimerus į gliukozės molekules, ir ji iškart patenka į kraujotaką.

- iš kraujotakos gliukozė patenka į kepenis, o vėliau iš jo susintetina glikogenas (gyvulinės kilmės polisacharidas, atlieka saugojimo funkciją, yra būtinas organizmui, kai reikia greitai gauti didelį energijos kiekį).

Glikogeno depas

Vienas iš glikogeno atsargų yra kepenys, tačiau kepenys nėra vienintelė vieta, kurioje kaupiasi glikogenas. Skeleto raumenys taip pat yra gana daug, todėl sumažėja fermento fosforilazės aktyvumas, dėl kurio intensyviai suskaidomas glikogenas. Jūs turite pripažinti, kad šiuolaikiniame pasaulyje bet kokio asmens aplinkybės gali atsitikti nenumatytomis aplinkybėmis, kurioms greičiausiai reikės didžiulio energijos suvartojimo, taigi tuo labiau glikogenas, tuo geriau

Dar daugiau galima pasakyti - glikogenas yra toks svarbus, kad jis yra sintezuojamas net iš angliavandenių neturinčių produktų, kuriuose yra pieno, piruvino rūgšties, glikogeninių aminorūgščių (amino rūgštys yra pagrindinės baltymų sudedamosios dalys, glikogenai reiškia, kad angliavandeniai gali būti gaunami iš biocheminių procesų), glicerolis ir daugelis kitų. Žinoma, šiuo atveju glikogenas bus sintezuojamas didelėmis energijos sąnaudomis ir mažais kiekiais.

Kaip jau minėta, gliukozės kiekio kraujyje sumažėjimas sukelia gana rimtą reakciją organizme. Štai kodėl kepenys tiksliai reguliuoja gliukozės kiekį kraujyje ir, jei reikia, gliukogenolizę. Glikogenolizė (mobilizacija, glikogeno skaidymas) atsiranda tada, kai kraujyje yra nepakankamas gliukozės kiekis, kurį gali sukelti badas, sunkus fizinis darbas ar stiprus stresas. Jis prasideda tuo, kad kepenys, naudojant fermentą fosfogliukomutazę, suskaido glikogeną į gliukozės-6-fosfatus. Po to fermentas gliukozė-6-fosfatazė jas oksiduoja. Laisvas gliukozė lengvai įsiskverbia į hepatocitų (kepenų ląstelių) membranas į kraujotaką, taip padidindamas jo kiekį kraujyje. Atsakymas į gliukozės lygio šuolį yra insulino išsiskyrimas kasoje. Jei gliukozės kiekis nepatenka į insulino išsiskyrimą, kasa išskirs ją tol, kol tai atsitiks.

Ir, galiausiai, šiek tiek apie pačius faktus apie patį insuliną (nes negalite kalbėti apie angliavandenių apykaitą, neliesdami šios temos):

- insulinas transportuoja gliukozę per ląstelių membranas, vadinamuosius insulino priklausomus audinius (riebalų, raumenų ir t

- Insulinas stimuliuoja glikogeno sintezę kepenyse ir raumenyse, riebaluose - kepenyse ir riebaliniuose audiniuose, baltymuose - raumenyse ir kituose organuose.

- nepakankama kasos salelių audinių ląstelių insulino sekrecija gali sukelti hiperglikemiją, po kurios pasireiškia glikozurija (diabetas);

- hormonai - insulino antagonistai yra gliukagonas, adrenalinas, norepinefrinas, kortizolis ir kiti kortikosteroidai.

Apibendrinant

Angliavandenių metabolizmas yra ypač svarbus žmogaus gyvenimui. Nesubalansuota mityba sukelia virškinimo trakto sutrikimus. Todėl sveika mityba su vidutiniu sudėtingų ir paprastų angliavandenių kiekiu padės jums visada atrodyti ir jaustis gerai.

Baltymai, riebalai, angliavandeniai. Pagalba

PROTEINAI yra polimerai, sudaryti iš aminorūgščių, susietų su peptidine jungtimi.

Virškinimo trakte baltymai yra suskirstyti į aminorūgštis ir paprasčiausius polipeptidus, iš kurių vėliau audinių ir organų ląstelės, ypač kepenys, sintezuoja specifinius jų baltymus. Sintezuoti baltymai naudojami siekiant atkurti pažeistą ir naują ląstelių augimą, fermentų ir hormonų sintezę.

Baltymų funkcijos:

1. Pagrindinė kūno statybinė medžiaga.
2. Jie yra vitaminų, hormonų, riebalų rūgščių ir kitų medžiagų nešėjai.
3. Užtikrinkite normalų imuninės sistemos veikimą.
4. Užtikrinti „paveldimumo aparato“ būklę.
5. Ar yra visų biocheminių metabolinių reakcijų katalizatoriai.

Žmogaus kūnas normaliomis sąlygomis (esant tokioms sąlygoms, kad nereikia papildyti aminorūgščių deficito dėl serumo ir ląstelių baltymų skilimo) praktiškai neturi baltymų atsargų (rezervas - 45 g: 40 g raumenų, 5 g kraujo ir kepenų), todėl vienintelis papildymo šaltinis aminorūgščių, iš kurių sintetinami kūno baltymai, atsargos gali būti tik maisto baltymai.

Nepaisant rūšies specifiškumo, visos įvairios baltymų struktūros sudėtyje yra tik 20 amino rūgščių.

Yra keičiamų amino rūgščių (sintezuojamos organizme) ir esminių amino rūgščių (negali būti sintezuojamos organizme, todėl jas reikia nuryti maiste). Esminės aminorūgštys: valinas, izoleucinas, leucinas, lizinas, metioninas, treoninas, triptofanas, fenilalaninas.

Esminių amino rūgščių trūkumas maisto produktuose lemia baltymų apykaitos sutrikimą.

Esminės aminorūgštys yra valinas, leucinas, izoleucinas, treoninas, metioninas, fenilalaninas, triptofanas, cisteinas, būtinai reikalingi - argininas ir histidinas. Visos šios aminorūgštys, kurias asmuo gauna tik su maistu.

Keičiamos amino rūgštys taip pat reikalingos žmogaus gyvybei, tačiau jos gali būti sintezuojamos organizme pats iš angliavandenių ir lipidų metabolinių produktų. Tai yra glikokolinas, alaninas, cisteinas, glutaminas ir asparto rūgštys, tirozinas, prolinas, serinas, glicinas; sąlyginai keičiamos - argininas ir histidinas.

Baltymai, turintys pilną būtinų aminorūgščių rinkinį, vadinami pilnais ir turi didžiausią biologinę vertę (mėsa, žuvis, kiaušiniai, ikrai, pienas, grybai, bulvės).

Baltymai, kuriuose nėra bent vienos nepakeičiamos aminorūgšties arba kurių sudėtyje yra nepakankamo kiekio, vadinami mažesniais (augaliniai baltymai). Šiuo požiūriu, siekiant patenkinti amino rūgščių poreikį, racionaliausias yra įvairus maistas, kuriame vyrauja gyvūniniai baltymai.

Be pagrindinės baltymų funkcijos - baltymų, kaip plastikinės medžiagos, ji taip pat gali būti naudojama kaip energijos šaltinis, nesant kitų medžiagų (angliavandenių ir riebalų). 1 g baltymo oksidacijos metu išsiskiria apie 4,1 kcal.

Pernelyg didelis baltymų kiekis organizme, kuris viršija poreikį, gali virsti angliavandeniais ir riebalais. Pernelyg didelis baltymų suvartojimas sukelia kepenų ir inkstų darbo perkrovą, kurie yra susiję su jų metabolitų neutralizavimu ir pašalinimu. Padidėjusi alerginių reakcijų rizika. Intensyvėja žarnyno skilimo procesai - žarnyno virškinimo sutrikimai.

Maisto baltymų trūkumas sukelia baltymų badą - išeikvojimą, vidaus organų distrofiją, alkio edemą, apatiją, sumažėjusį organizmo atsparumą žalingiems aplinkos veiksniams, raumenų silpnumą, sutrikusią centrinės ir periferinės nervų sistemos funkciją, sutrikusią CMC, sutrikusią vystymąsi vaikai

Kasdieninis baltymų poreikis yra 1 g / kg, su sąlyga, kad yra pakankamai būtinų aminorūgščių (pvz., Kai vartojama apie 30 g gyvūnų baltymų), senyvo amžiaus žmonėms ir vaikams - 1,2-1,5 g / kg, su sunkiu darbu, raumenų augimu. 2 g / kg.

FATS (lipidai) yra organiniai junginiai, sudaryti iš glicerolio ir riebalų rūgščių.

Riebalų funkcijos organizme:

• yra svarbiausias energijos šaltinis. 1 g medžiagos oksidacijos metu išsiskiria didžiausias energijos kiekis, palyginti su baltymų ir angliavandenių oksidacija. Dėl neutralių riebalų oksidacijos susidaro 50% viso kūno energijos.

• yra elemento elementų elementas - branduolys, citoplazma, membrana;

• deponuoti į poodinį audinį, apsaugoti organizmą nuo šilumos nuostolių ir aplinkinių vidaus organų - nuo mechaninių pažeidimų.

Yra neutralių riebalų (triacilglicerolių), fosfolipidų, steroidų (cholesterolio).

Valgant neutralius riebalus žarnyne suskirstomi į glicerolį ir riebalų rūgštis. Šios medžiagos absorbuojamos - prasiskverbia pro plonosios žarnos sienelę, vėl virsta riebalais ir patenka į limfą ir kraują. Kraujas transportuoja riebalus į audinius, kur jie naudojami kaip energijos ir plastiko medžiaga. Lipidai yra ląstelių struktūros dalis.

Riebalų rūgščių kiekis organizme yra reguliuojamas tiek nusodinant (nusodinant) riebaliniame audinyje, tiek iš jo. Kadangi gliukozės kiekis kraujyje didėja, riebalų rūgštys, veikiančios insulino įtaką, nusėda riebaliniame audinyje.

Riebalų rūgščių išsiskyrimą nuo riebalinio audinio skatina adrenalinas, gliukagonas ir augimo hormonas, slopinamas insulino.

Riebalai, kaip energinė medžiaga, dažniausiai naudojami atliekant ilgalaikį vidutinio ir vidutinio intensyvumo fizinį darbą (dirbant aerobinio kūno veikimo režimu). Raumenų aktyvumo pradžioje angliavandeniai yra naudojami daugiausia, tačiau, sumažėjus jų atsargoms, prasideda riebalų oksidacija.

Lipidų metabolizmas yra glaudžiai susijęs su baltymų ir angliavandenių metabolizmu. Pernelyg dideli angliavandeniai ir baltymai paverčiami riebalais. Kai nevalgius, riebalai, skilimas, tarnauja kaip angliavandenių šaltinis.

Kasdieninis riebalų poreikis - 25-30% visų kalorijų. Kasdieninis būtinųjų riebalų rūgščių poreikis yra apie 10 g.

Riebalų rūgštys yra pagrindiniai lipidų hidrolizės produktai žarnyne. Didelį vaidmenį riebalų rūgščių absorbcijos procese atlieka tulžis ir mitybos pobūdis.

Esminės riebalų rūgštys, kurių organizmas nesintetina, yra oleino, linolo, linoleno ir arachidinės rūgštys (paros poreikis - 10–12 g).

Linolo ir lonoleno rūgštys randamos augaliniuose riebaluose, arachidiniuose - tik gyvūnams.

Esminių riebalų rūgščių stoka sukelia inkstų funkcijos sutrikimą, odos sutrikimus, ląstelių pažeidimą, medžiagų apykaitos sutrikimus. Esminių riebalų rūgščių perteklius padidina tokoferolio (vitamino E) poreikį.

KARBOHIDRATAI - organiniai junginiai, esantys visuose kūno audiniuose laisvojoje formoje junginiuose, kuriuose yra lipidų ir baltymų ir kurie yra pagrindiniai energijos šaltiniai.

Angliavandenių funkcijos organizme:

• Ar yra tiesioginis kūno energijos šaltinis.

• Dalyvauti plastikiniame metabolizme.

• Jie yra protoplazmos, subcelluliarinių ir ląstelių struktūros dalis, atlieka ląstelių palaikymo funkciją.

Angliavandeniai skirstomi į tris pagrindines klases: monosacharidus, disacharidus ir polisacharidus.

Monosacharidai yra angliavandeniai, kurių negalima suskirstyti į paprastesnes formas (gliukozė, fruktozė).

Disacharidai - angliavandeniai, kurie, hidrolizuojant, du kartus pateikia monosacharidų (sacharozės, laktozės) molekules.

Polisacharidai yra angliavandeniai, kurie hidrolizuojant gamina daugiau kaip šešias monosacharidų molekules (krakmolą, glikogeną, skaidulą).

Angliavandeniai turėtų sudaryti iki 50–60% dietos energijos vertės.

Virškinimo trakte polisacharidai (krakmolas, glikogenas, pluoštas ir pektinas nėra virškinami žarnyne) ir disacharidai, veikiant fermentams, suskirstomi į monosacharidus (gliukozę ir fruktozę), kurie absorbuojami į kraują plonojoje žarnoje. Didelė dalis monosacharidų patenka į kepenis ir raumenis ir tarnauja kaip medžiaga glikogeno susidarymui.

Kepenyse ir raumenyse glikogenas yra kaupiamas į rezervą. Prireikus iš depo kaupiamasis glikogenas ir virsta gliukoze, kuri tiekiama į audinius ir naudojama jų gyvybinės veiklos procese.

Glikogeno kiekis kepenyse yra 150–200 g.

Baltymų ir riebalų skilimo produktai kepenyse gali būti iš dalies paversti glikogenais. Pernelyg didelis angliavandenių kiekis perskaičiuojamas į riebalus ir deponuojamas riebalų depo.

Apie 70% maisto angliavandenių oksiduojami audiniuose į vandenį ir anglies dioksidą.

Angliavandeniai organizme naudojami kaip tiesioginis šilumos šaltinis (gliukozė - 6 - fosfatas) arba kaip energijos rezervas (glikogenas);
Pagrindiniai angliavandeniai - cukrus, krakmolas, pluoštas - randami augaliniuose maisto produktuose, kurių paros poreikis žmonėms yra apie 500 g (minimalus poreikis - 100–150 g per dieną).

Kai angliavandenių trūkumas sukelia svorio, negalios, medžiagų apykaitos sutrikimų, organizmo apsinuodijimą.
Pernelyg didelis angliavandenių vartojimas gali sukelti nutukimą, fermentacijos procesų vystymąsi žarnyne, padidėjusį organizmo alergizmą, diabetą.

Medžiaga parengta remiantis atvirų šaltinių informacija.

Naudingos nuorodos:

Chitozano Tiens detoksikacijai

Po apsinuodijimo naudokite Chitosan Tiens.

Trevor Weston anatominis atlasas (© Marshall Cavendish)

Metabolizmas. Angliavandenių, riebalų, baltymų skaidymas.

Metabolizmas. Angliavandenių, riebalų, baltymų skaidymas. Metabolizmas (metabolizmas) yra susijęs su visais žmogaus organizme vykstančiais cheminiais procesais, prisidedančiais prie jo augimo, išgyvenimo ir dauginimosi. Tai du skirtingi ir papildomi procesai, vadinami katabolizmu ir anabolizmu. Katabolizmas yra angliavandenių, riebalų ir baltymų ir daugelio atliekų, pvz., Negyvų ląstelių ir audinių, suskaidymas, kad susidarytų energija.

Katabolizmo metu išsiskirianti energija transformuojasi į naudingą darbą per raumenų veiklą, o dalis jos prarandama šilumos pavidalu. Anabolizmas apima procesus, kuriais organizmas absorbuoja maistą ir saugo energiją arba praleidžia augimo, reprodukcijos ir kūno apsaugos nuo infekcijų ir ligų tikslais. Augant vaiko ar paauglio kūnui, norint užtikrinti kūno augimą, energija gaunama iš maisto skirstymo viršija energijos produkciją. Suaugusiesiems energijos perteklius bus perskaičiuotas į riebalus; ir atvirkščiai, per daug energijos švaistymas prisideda prie svorio netekimo.

Angliavandenių skaidymas

Padidinti vaizdą

Riebalų ir baltymų skilimas

Riebalai ir baltymai yra svarbūs mūsų kasdienio maisto komponentai, o jei angliavandenių vartojimas yra pakankamai mažas, riebalai ir baltymai gali būti naudojami kaip energijos šaltinis.
Kai angliavandenių energijos atsargos yra išeikvotos, riebalų molekulės vėl suskaidomos į glicerolį ir riebalų rūgštis, kurios atskiriamos atskirai. Glicerinas kepenyse paverčiamas į gliukozę ir taip pereina gliukozės metabolizmo kelią.

Maisto produktuose esantys baltymai yra suskirstyti į amino rūgštis, reikalingas organizmo augimui, taip pat į fermentus, reikalingus medžiagų apykaitos procesams paspartinti.
Daugelis medžiagų apykaitos sutrikimų atsiranda dėl to, kad gimimo metu trūksta fermentų, todėl organizme kaupiasi toksiškos medžiagos.

Hormonų susidarymo sutrikimai yra dar viena įprastinė medžiagų apykaitos sutrikimų priežastis. Pavyzdžiui, diabetas sukelia sumažėjusį hormono insulino susidarymą kasoje. Be insulino, kūno ląstelės negali sugerti ir nesugriauti gliukozės.

Kur gauti sudėtingus angliavandenius - sveikos mitybos pagrindą

Kompleksiniai angliavandeniai yra organiniai junginiai, kurių pagrindinis šaltinis yra augaliniai produktai. Jie yra pagrindinė energijos sudedamoji dalis.

Kompleksiniai angliavandeniai, ypač krakmolas, yra formuojami bulvėse ir grūduose kaip rezervinė energija, skirta augalams. Dietoje kompleksiniai angliavandeniai turėtų aprūpinti maždaug 50% energijos.

Sudėtingų angliavandenių struktūra

Kompleksinius angliavandenius sudaro bent dvi monosacharidų molekulės (paprastieji cukrūs). Kompleksiniai angliavandeniai suskaidomi į virškinamus ir neparengiamus (pluošto) junginius.

Fotosintezės metu sintezuojama daugiausia iš anglies dioksido ir vandens. Kompleksiniai angliavandeniai gali turėti molekulėje nuo kelių iki kelių tūkstančių monosacharidų molekulių, sujungtų glikozidų jungimu.

Kompleksiniai angliavandeniai skirstomi į oligosacharidus ir polisacharidus:

Oligosacharidai

Oligosacharidai - Tai yra polisacharidai, tačiau jų savybės yra panašios į monosacharidus. Daugeliu atvejų yra saldaus skonio ir tirpsta vandenyje.

  • Disacharidai - sudaryti iš dviejų monosacharidų molekulių. Jie yra vienas lengviausiai virškinamų angliavandenių.
  • Sacharozė (gliukozė + fruktozė). Jis randamas dideliais kiekiais cukranendrių, cukrinių runkelių, taip pat kai kurių vaisių (ananasų) ir daržovių (morkų). Puikiai tirpsta vandenyje.
  • Laktozė (gliukozė + galaktozė) - pieno cukrus, kurį sudaro gliukozės ir galaktozės molekulės. Visų žinduolių piene, pvz., Motinos piene, yra apie 7%, o karvės pienas - 4%. Mažiau saldus nei sacharozė, tirpsta vandenyje. Laktozę Lactobacillus casei bakterijos apdoroja pieno rūgštimi, kuri sukelia pieno rūgštėjimą.
  • Maltozė (gliukozė + gliukozė) - cukraus salyklas. Sukurta iš dviejų gliukozės molekulių. Tai yra pereinamasis krakmolo ir glikogeno hidrolizės produktas. Dideliuose kiekiuose yra salyklo (daigintų grūdų, ypač miežių). Naudojamas maistinių medžiagų gamybai vaikams, dietiniams produktams, saldainiams. Jis taip pat naudojamas alaus ir kepimo reikmėms.

Polisacharidai

Polisacharidai - Tai makromolekuliniai polimerai, sudaryti iš monosacharidų. Juose yra keli šimtai ir net tūkstančiai paprastų cukrų molekulių.

Jie yra plačiai paplitę augalų pasaulyje ir atlieka dvi svarbias funkcijas:

  • Kaupiamasis (krakmolas - gumbuose, sėklos; glikogenas - gyvūnuose);
  • Struktūriniai (celiuliozė augaluose, chitinas vabzdžių ir vėžiagyvių).

Krakmolas - yra atsarginė augalų medžiaga. Krakmolas yra grūdų (apie 75%), bulvių (20%), kukurūzų (80%). Nedideli jo kiekiai yra daržovėse ir riešutuose. Žaliavos sudėtyje yra sunku virškinti, todėl produktus, kuriuose yra krakmolo, reikia termiškai apdoroti prieš gaminant (kepant, kepant, kepant). Terminis apdorojimas sukelia krakmolo skilimą vandenyje ir lengviau virškinti dekstrinus.

Glikogenas - vadinamasis gyvūnų krakmolas - tai organizmo rezervinė energija. Jis susidaro kepenyse, raumenyse, inkstuose, širdies raumenyse, smegenyse, trombocituose. Nedideliais kiekiais yra grybų, dumblių, mielių. Jo kiekis kepenyse yra apie 1,5-4%, o kartais jis pasiekia 6% šio organo masės. Glikogeno kiekis priklauso nuo mitybos ir raumenų darbo. Kūno sudėtyje jis yra sintezuojamas kepenyse iš gliukozės. Viena glikogeno molekulė susidaro apie 30 tūkst. Gliukozės likučių.

Celiuliozė - tai yra maisto pluošto komponentas. Celiuliozės molekulė yra ilgas, tiesiosios grandinės grandinė, turinti apie 14 tūkst. Vienetų gliukozės. Jis neištirpsta vandenyje ir nėra virškinamas žmogaus virškinimo trakte.

Angliavandeniai

Angliavandeniai yra organiniai junginiai, sudaryti iš anglies, vandenilio ir deguonies. Yra paprasti angliavandeniai arba monosacharidai, tokie kaip gliukozė, ir kompleksai, arba polisacharidai, kurie yra suskirstyti į mažesnius, kuriuose yra nedaug paprastų angliavandenių, pvz., Disacharidų, likučių ir didesnių molekulių, turinčių daug paprastų angliavandenių likučių. Gyvūnų organizmuose angliavandenių kiekis sudaro apie 2% sausos masės.

Vidutinis suaugusiųjų angliavandenių poreikis yra 500 g, intensyvus raumenų darbas - 700–1000 g.

Angliavandenių kiekis per dieną turėtų būti 60% masės ir 56% viso energijos kiekio.

Gliukozė yra kraujyje, kuriame jo kiekis yra pastovus (0,1-0,12%). Po absorbcijos žarnyne kraujo patenka į audinius monosacharidus, kuriuose vyksta glikogeno monosacharidų, kurie yra citoplazmos dalis, sintezė. Glikogeno saugyklos yra kaupiamos daugiausia raumenyse ir kepenyse.

Bendras glikogeno kiekis žmogaus kūno masėje, sveriančioje 70 kg, yra apie 375 g, iš kurių 245 g yra raumenyse, 110 gramų kepenyse (iki 150 gramų) ir 20 g kraujo ir kitų kūno skysčių. -50% daugiau nei nekvalifikuotas.

Angliavandeniai - pagrindinis energijos ir kūno funkcijos šaltinis.

Kūno anoksinėmis sąlygomis (anaerobiniai) angliavandeniai suskaidomi į pieno rūgštį, atleidžiant energiją. Šis procesas vadinamas glikolizė. Dalyvaujant deguoniui (aerobinėms sąlygoms), jos yra suskirstytos į anglies dioksidą ir vandenį, tuo pačiu paleidžiant žymiai daugiau energijos. Anaerobinis angliavandenių skaidymas fosforo rūgštimi - fosforilinimas yra labai biologiškai svarbus.

Gliukozės fosforilinimas vyksta kepenyse dalyvaujant fermentams. Gliukozės šaltinis gali būti amino rūgštys ir riebalai. Kepenyse iš anksto fosforilintas gliukozė gamina didžiules polisacharidų glikogeno molekules. Glikogeno kiekis žmogaus kepenyse priklauso nuo mitybos ir raumenų aktyvumo pobūdžio. Kituose fermentuose dalyvaujant kepenyse glikogeno suskirstymas į gliukozės ir cukraus susidarymą. Glikogeno skaidymą kepenyse ir skeleto raumenyse nevalgius ir raumenų darbą lydi sinchroninė glikogeno sintezė. Kepenyse susidaręs gliukozė patenka į kraują ir su juo patenka į visas ląsteles ir audinius.

Tik nedidelė dalis baltymų ir riebalų išskiria energiją desmolitinio skilimo procese ir todėl tarnauja kaip tiesioginis energijos šaltinis. Didelė dalis baltymų ir riebalų, netgi iki visiško gedimo, iš anksto paverčiama į raumenis į angliavandenius. Be to, iš virškinamojo kanalo baltymų ir riebalų hidrolizės produktai patenka į kepenis, kur amino rūgštys ir riebalai paverčiami gliukoze. Šis procesas vadinamas gliukonogeneze. Pagrindinis gliukozės susidarymo šaltinis kepenyse yra glikogenas, gliukogenogenezės metu gaunama daug mažesnė gliukozės dalis, kurios metu ketoninių kūnų susidarymas vėluoja. Taigi angliavandenių metabolizmas žymiai veikia baltymų, riebalų ir vandens metabolizmą.

Kai gliukozės suvartojimas raumenimis didėja 5-8 kartus, kepenyse susidaro glikogenas iš riebalų ir baltymų.

Skirtingai nuo baltymų ir riebalų, angliavandeniai lengvai skaidosi, todėl organizmas greitai mobilizuoja didelius energijos kiekius (raumenų darbą, skausmo emocijas, baimę, pyktį ir pan.). Angliavandenių skilimas išlaiko kūno temperatūros pastovumą ir yra pagrindinis raumenų energijos šaltinis. Angliavandeniai yra būtini normaliam nervų sistemos funkcionavimui. Sumažinus cukraus kiekį kraujyje, sumažėja kūno temperatūra, raumenų silpnumas ir nuovargis bei nervų veiklos sutrikimai.

Audiniuose tik labai maža gliukozės kiekio dalis kraujyje naudojama energijai išleisti. Pagrindinis angliavandenių apykaitos šaltinis audiniuose yra glikogenas, anksčiau sintezuotas iš gliukozės.

Dirbdami su raumenimis - pagrindiniais angliavandenių vartotojais - naudojami jose saugomi glikogeno sandėliai, ir tik po to, kai šie ištekliai bus visiškai sunaudoti, prasideda tiesioginis kraujo patekimas į raumenis. Tai suvartoja gliukozę, susidarančią iš glikogeno atsargų kepenyse. Po darbo raumenys atnaujina glikogeno tiekimą, sintetina jį iš gliukozės kiekio kraujyje ir kepenų - dėl absorbuotų monosacharidų virškinimo trakte ir baltymų bei riebalų suskirstymo.

Gliukozės kiekis kraujyje palaikomas tuo pačiu lygiu glikogeno sintezei ir pertekliui gliukozės šalinimui su šlapimu, žymiai padidinant jo kiekį kraujyje.

Pavyzdžiui, gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas virš 0,15-0,16% dėl jo gausaus maisto produktų kiekio, kuris priskiriamas maisto hiperglikemijai, išsiskiria iš organizmo su šlapimu - glikozurija.

Kita vertus, net ir pasibaigus nevalgius, gliukozės kiekis kraujyje nesumažėja, nes gliukozė patenka į kraują iš audinių jose esančio glikogeno skaidymo metu.

Trumpas angliavandenių sudėties, struktūros ir ekologinio vaidmens aprašymas

Angliavandeniai yra organinės medžiagos, susidedančios iš anglies, vandenilio ir deguonies, turinčios bendrąją formulę Cn(H2O)m (didžioji šių medžiagų dalis).

Vertė n arba lygi m (monosacharidams) arba didesnė už ją (kitoms angliavandenių klasėms). Pirmiau pateikta formulė neatitinka deoksiribozės.

Angliavandeniai skirstomi į monosacharidus, di (oligo) sacharidus ir polisacharidus. Toliau pateikiamas trumpas kiekvieno angliavandenių klasės atstovų aprašymas.

Trumpas monosacharidų aprašymas

Monosacharidai yra angliavandeniai, kurių bendra formulė yra Cn(H2O)n (išskyrus dezoksiribozę).

Monosacharidų klasifikavimas

Monosacharidai yra gana plati ir sudėtinga junginių grupė, todėl jie turi sudėtingą klasifikaciją pagal įvairius kriterijus:

1) pagal monosacharido molekulėje esančių anglies atomų skaičių, išskiriamos tetrozės, pentozės, heksozės; pentozės ir heksozės yra didžiausios praktinės svarbos;

2) monosacharidų funkcinės grupės skirstomos į ketozes ir aldozes;

3) pagal cikliniame monosacharido molekule esančių atomų skaičių išskiriamos piranozės (turinčios 6 atomus) ir furanozės (turinčios 5 atomus);

4) pagal "gliukozido" hidroksido erdvinį išdėstymą (šis hidroksidas gaunamas prijungiant vandenilio atomą prie karbonilo grupės deguonies), monosacharidai yra suskirstyti į alfa ir beta formas. Apsvarstykite kai kuriuos svarbiausius monosacharidus, turinčius didžiausią biologinę ir ekologinę reikšmę.

Trumpas pentozių aprašymas

Pentozės yra monosacharidai, kurių molekulėje yra 5 anglies atomai. Šios medžiagos gali būti atviros ir ciklinės, aldozės ir ketozės, alfa ir beta junginiai. Tarp jų ribozė ir deoksiribozė yra labai praktinės svarbos.

Ribozės formulė C bendrojoje formoje5H10Oh5. Ribozė yra viena iš medžiagų, iš kurių sintetinami ribonukleotidai, po to gaunamos įvairios ribonukleino rūgštys (RNR). Todėl svarbiausia yra furaninė (5 narių) alfa-forma (formulėse RNR yra pavaizduota įprastu penkiakampiu).

Deoksiribozės formulė C bendrojoje formoje5H10Oh4. Dezoksiribozė yra viena iš medžiagų, iš kurių sintezuojami deoksiribonukleotidai; pastarosios yra pradinės medžiagos dezoksiribonukleino rūgščių (DNR) sintezei. Todėl svarbiausia yra ciklinė dezoksiribozės alfa forma, kurios ciklo antrasis anglies atomas neturi hidroksido.

Ribozės ir deoksiribozės atviros grandinės formos yra aldozės, t. Y. Jose yra 4 (3) hidroksido grupės ir viena aldehido grupė. Visiškai išardžius nukleorūgštis, ribozė ir deoksiribozė oksiduojasi į anglies dioksidą ir vandenį; Šį procesą lydi energijos išleidimas.

Trumpas heksozių aprašymas

Heksozė yra monosakaras, kurio molekulės turi šešis anglies atomus. Bendroji formulė heksozės C6(H2O)6 arba C6H12O6. Visa heksozių įvairovė yra izomerai, atitinkantys pirmiau pateiktą formulę. Tarp heksozių yra ketozės, aldozės, alfa ir beta molekulių formos, atviros grandinės ir ciklinės formos, piranozės ir furanozės ciklinės molekulių formos. Gliukozė ir fruktozė yra svarbiausi gamtoje, kurie trumpai aptariami toliau.

1. Gliukozė. Kaip ir bet kuris heksozė, ji turi bendrą formulę C6H12O6. Jis priklauso aldozėms, t. Y. Jis turi funkcinės grupės aldehido grupę ir 5 hidroksido grupes (būdingas alkoholiams), todėl gliukozė yra daugialypis aldehido alkoholis (šios grupės yra atviros grandinės formos, o aldehido grupė nėra ciklinėje formoje, nes ji virsta hidroksidu grupė, vadinama „gliukozido hidroksidu“). Ciklinė forma gali būti penkių narių (furanozė) arba šešių narių (piranozė). Svarbiausia gamtoje yra gliukozės molekulės piranozės forma. Ciklinės piranozės ir furanozės formos gali būti ir alfa, ir beta formos, priklausomai nuo gliukozido hidroksido buvimo kitų molekulių hidroksido grupių atžvilgiu.

Pagal fizines savybes gliukozė yra kieta balta kristalinė medžiaga, kurios skonis yra saldus (šio skonio intensyvumas yra panašus į sacharozę), gerai tirpsta vandenyje ir gali sudaryti viršsotintus tirpalus („sirupus“). Kadangi gliukozės molekulėje yra asimetrinių anglies atomų (t. Y. Atomai, prijungti prie keturių skirtingų radikalų), gliukozės tirpalai turi optinį aktyvumą, todėl išskiriami D-gliukozės ir L-gliukozės, turintys skirtingą biologinį aktyvumą.

Biologiniu požiūriu svarbiausia yra gliukozės gebėjimas lengvai oksiduotis pagal schemą:

Gliukozė yra biologiškai svarbus junginys, nes jis yra dėl jo oksidacijos ir yra naudojamas organizme kaip visuotinė maistinė medžiaga ir lengvai prieinamas energijos šaltinis.

2. Fruktozė. Tai yra ketozė, jo bendra formulė yra C6H12O6, tai yra gliukozės izomeras, jam būdingos atviros grandinės ir ciklinės formos. Svarbiausia yra beta-B-frukofuranozė arba santrumpa - beta-fruktozė. Iš beta-fruktozės ir alfa-gliukozės gaunama sacharozė. Tam tikromis sąlygomis izomerizacijos reakcijoje fruktozė gali virsti gliukoze. Fruktozės, pvz., Gliukozės, fizinės savybės, bet saldesnės nei jos.

Trumpas disacharidų aprašymas

Disacharidai yra to paties arba skirtingų monosacharidų molekulių kondensacijos reakcijos produktai.

Disacharidai yra vienas iš oligosacharidų tipų (nedaugelis monosacharidų molekulių (identiškų ar skirtingų) dalyvauja jų molekulių formavime.

Svarbiausias disacharidų atstovas yra sacharozė (runkelių arba cukranendrių cukrus). Sacharozė yra alfa-D-gliukopiranozės (alfa-gliukozės) ir beta-D-frukofuranozės (beta-fruktozės) sąveikos produktas. Jo formulė paprastai yra C12H22Oh11. Sacharozė yra vienas iš daugelio disacharidų izomerų.

Tai balta kristalinė medžiaga, esanti įvairiose šalyse: šiurkštus kristalinis („cukraus galvutės“), smulkiai kristalinis (granuliuotas cukrus), amorfinis (cukraus pudras). Jis gerai ištirpsta vandenyje, ypač karštame vandenyje (palyginti su karštu vandeniu, sacharozės tirpumas šaltame vandenyje yra santykinai mažas), todėl sacharozė gali sudaryti „perpildytus tirpalus“ - susidaro sirupai, kurie gali būti „cukrūs“, t. Koncentruoti sacharozės tirpalai gali sudaryti specialias stiklines sistemas - karamelę, kurį asmuo naudoja tam tikroms saldainių rūšims gaminti. Sacharozė yra saldi medžiaga, tačiau saldaus skonio intensyvumas yra mažesnis nei fruktozės.

Svarbiausia sacharozės cheminė savybė yra jos gebėjimas hidrolizuoti, kuri gamina alfa-gliukozę ir beta-fruktozę, kuri patenka į angliavandenių mainų reakcijas.

Žmonėms sacharozė yra vienas svarbiausių maisto produktų, nes tai yra gliukozės šaltinis. Tačiau pernelyg didelis sacharozės vartojimas yra kenksmingas, nes jis pažeidžia angliavandenių apykaitą, kurią lydi ligos: diabetas, dantų ligos, nutukimas.

Bendrosios polisacharidų charakteristikos

Polisacharidai vadinami natūraliais polimerais, kurie yra monosacharidų polikondensacijos reakcijos produktai. Pentozės, heksozės ir kiti monosacharidai gali būti naudojami kaip monomerai polisacharidų susidarymui. Praktiškai svarbiausi polikondensacijos heksozių produktai. Taip pat žinomi polisacharidai, kurių molekulėse yra azoto atomų, pvz., Chitino.

Heksozės pagrindu pagaminti polisacharidai turi bendrą formulę (C6H10Oh5) n. Jie netirpsta vandenyje, o kai kurie iš jų gali sudaryti koloidinius tirpalus. Svarbiausi iš šių polisacharidų yra įvairių rūšių augalų ir gyvūnų krakmolas (pastaroji vadinama glikogenu), taip pat celiuliozės (celiuliozės) rūšys.

Bendrosios krakmolo savybių savybės ir ekologinis vaidmuo

Krakmolas yra polisacharidas, kuris yra alfa-gliukozės polikondensacijos reakcijos (alfa-D-gliukopiranozės) produktas. Pagal kilmę atskirti augalinius ir gyvūninius krakmolus. Gyvūnų krakmolai vadinami glikogenais. Nors apskritai krakmolo molekulės turi bendrą struktūrą, ta pati kompozicija, tačiau atskiros krakmolo savybės, gautos iš skirtingų augalų, yra skirtingos. Taigi, bulvių krakmolas skiriasi nuo kukurūzų krakmolo ir tt Tačiau visoms krakmolo rūšims būdingos bendros savybės. Tai yra kietos, baltos kristalinės arba amorfinės medžiagos, „trapios“, netirpios vandenyje, bet karštu vandeniu gali susidaryti koloidiniai tirpalai, kurie išlaiko savo stabilumą net ir atšaldant. Krakmolas sudaro tiek solus (pavyzdžiui, skystas želė), tiek gelius (pavyzdžiui, želė, pagaminta su dideliu krakmolo kiekiu, yra želatinė masė, kurią galima nupjauti peiliu).

Krakmolo gebėjimas formuoti koloidinius tirpalus yra susijęs su jo molekulių globalizacija (atrodo, kad molekulė virsta rutuliu). Susilietus su šiltu arba karštu vandeniu, vandens molekulės prasiskverbia tarp krakmolo molekulių apsisukimų, padidina molekulės tūrį ir sumažėja medžiagos tankis, dėl to krakmolo molekulės pereina į mobiliąją būseną, būdingą koloidinėms sistemoms. Bendra krakmolo formulė:. T6H10Oh5)n, Šios medžiagos molekulės turi du tipus, iš kurių vienas vadinamas amiloze (šioje molekulėje nėra šoninių grandinių), o kitas yra amilopektinas (molekulės turi šonines grandines, kuriose junginys vyksta per 1-6 anglies atomus deguonies tiltu).

Svarbiausia cheminė savybė, lemianti biologinį ir ekologinį krakmolo vaidmenį, yra jos gebėjimas atlikti hidrolizę, galiausiai formuojant disacharidą maltozę arba alfa gliukozę (tai yra galutinis krakmolo hidrolizės produktas):

Šis procesas vyksta organizmuose, veikiančiuose visai fermentų grupei. Dėl šio proceso kūnas yra praturtintas gliukoze - svarbiausiu maistinių medžiagų junginiu.

Kokybinė reakcija į krakmolą yra jos sąveika su jodu, kuriame atsiranda raudonos violetinės spalvos dažymas. Ši reakcija naudojama krakmolo aptikimui įvairiose sistemose.

Biologinis ir ekologinis krakmolo vaidmuo yra gana didelis. Tai yra vienas iš svarbiausių augalų organizmų saugojimo junginių, pavyzdžiui, grūdų šeimos augaluose. Gyvūnams krakmolas yra svarbiausia trofinė medžiaga.

Trumpas celiuliozės (celiuliozės) savybių ir ekologinio-biologinio vaidmens aprašymas

Celiuliozė (celiuliozė) yra polisacharidas, kuris yra beta-gliukozės polikondensacijos (beta-D-gliukopiranozės) produktas. Jo bendra formulė (C. T6H10Oh5)n. Skirtingai nuo krakmolo, celiuliozės molekulės yra griežtai linijinės ir turi fibrillinę („gijinę“) struktūrą. Skirtumas tarp krakmolo ir celiuliozės molekulių struktūrų paaiškina jų biologinių ir ekologinių vaidmenų skirtumą. Celiuliozė nėra nei rezervinė, nei trofinė medžiaga, nes daugeliui organizmų ji negali virškinti (išskyrus kai kurias bakterijas, kurios gali hidrolizuoti celiuliozę ir absorbuoti beta-gliukozę). Celiuliozė negali sudaryti koloidinių tirpalų, tačiau ji gali sudaryti mechaniškai stiprią gijinę struktūrą, apsaugančią atskirus ląstelių organoidus ir įvairių augalų audinių mechaninį stiprumą. Kaip ir krakmolas, tam tikromis sąlygomis celiuliozė hidrolizuojama, o galutinis jo hidrolizės produktas yra beta-gliukozė (beta-D-gliukopiranozė). Gamtoje šio proceso vaidmuo yra santykinai mažas (bet leidžia biosferai „virškinti“ celiuliozę).

(Nuo6H10Oh5)n (pluoštas) + n (H2O) → n (С6H12O6) (beta-gliukozė arba beta-D-gliukopiranozė) (su nevisiška skaidulų hidrolizė, gali susidaryti tirpus disacharidas, celobozė).

Natūraliomis sąlygomis celiuliozė (po to, kai išnyksta augalas) patenka į skilimą, dėl kurio gali atsirasti įvairių junginių. Dėl šio proceso, susidaro humusas (organinė dirvožemio sudedamoji dalis), aliejus, įvairių rūšių akmens anglys (aliejus ir anglys susidaro iš negyvų įvairių gyvūnų ir augalų organizmų, jei nėra oro, t. Y. Anaerobinėmis sąlygomis, visas kompleksas dalyvauja jų formavime). organinės medžiagos, įskaitant angliavandenius).

Ekologinis ir biologinis pluošto vaidmuo yra tas, kad jis yra: a) apsauginis; b) mechaniniai; c) formuojantis junginys (kai kurioms bakterijoms jis atlieka trofinę funkciją). Negyvosios augalų organizmų liekanos yra tam tikrų organizmų substratas - vabzdžiai, grybai, įvairūs mikroorganizmai.

Trumpas angliavandenių ekologinio ir biologinio vaidmens aprašymas

Apibendrinant minėtą medžiagą, susijusią su angliavandenių savybėmis, galime padaryti šias išvadas apie jų ekologinį ir biologinį vaidmenį.

1. Jie atlieka pastato funkciją tiek ląstelėse, tiek visame kūne, nes jie yra struktūrų, sudarančių ląsteles ir audinius, dalis (tai ypač būdinga augalams ir grybams), pavyzdžiui, ląstelių sienoms, įvairioms membranoms ir pan. d) be to, angliavandeniai dalyvauja formuojant biologiškai būtinas medžiagas, kurios sudaro kelias struktūras, pavyzdžiui, susidaro nukleorūgštys, kurios sudaro chromosomų pagrindą; angliavandeniai yra sudėtinių baltymų - glikoproteinų, kurie turi tam tikrą reikšmę formuojant ląstelių struktūras ir tarpląstelinę medžiagą, dalis.

2. Svarbiausia angliavandenių funkcija yra trofinė funkcija, kurią sudaro tai, kad daugelis jų yra heterotrofinių organizmų maisto produktai (gliukozė, fruktozė, krakmolas, sacharozė, maltozė, laktozė ir tt). Šios medžiagos, kartu su kitais junginiais, sudaro žmonių vartojamus maisto produktus (įvairūs grūdai; atskirų augalų vaisiai ir sėklos, įskaitant angliavandenius, yra paukščių maistas, o monosacharidai, patekę į įvairių transformacijų ciklą, prisideda prie savo angliavandenių susidarymo. šiam organizmui, taip pat kitiems organiniams-biocheminiams junginiams (riebalams, amino rūgštims (bet ne jų baltymams), nukleino rūgštims ir kt.).

3. Angliavandenių energinė funkcija taip pat būdinga, nes organizmuose esantys monosacharidai (ypač gliukozė) yra lengvai oksiduojami (galutinis oksidacijos produktas yra CO2 ir H2O), su dideliu energijos kiekiu, kartu su ATP sinteze.

4. Jie taip pat turi apsauginę funkciją, susidedančią iš to, kad angliavandeniai sukelia struktūrą (ir tam tikrus organelius ląstelėje), kurie apsaugo arba ląstelę, arba visą organizmą, nuo įvairių žalos, įskaitant mechaninius (pvz., Vabzdžių chitininius sveikatus, kurie sudaro išorinis skeletas, augalų ląstelių membranos ir daugelis grybų, įskaitant celiuliozę ir tt).

5. Didelis vaidmuo tenka angliavandenių mechaninėms ir formuojamoms funkcijoms, kurios yra struktūros, susidarančios angliavandenių arba kartu su kitais junginiais, gebėjimas suteikti organizmui tam tikrą formą ir padaryti jas mechaniškai stipriomis; pavyzdžiui, mechaninių audinių ir ksilemų indų ląstelių sienelės sukuria medžio, krūmų ir žolinių augalų skeletą (vidinį skeletą), chitiną sudaro išorinis vabzdžių karkasas ir kt.

Trumpas angliavandenių apykaitos heterotrofiniame organizme aprašymas (žmogaus organizmo pavyzdžiu)

Svarbų vaidmenį suprantant medžiagų apykaitos procesus vaidina žinios apie transformacijas, kurias angliavandeniai patiria heterotrofiniuose organizmuose. Žmonėms šis procesas apibūdinamas pagal šį scheminį aprašymą.

Angliavandeniai maisto sudėtyje patenka į kūną per burną. Monosacharidai virškinimo sistemoje praktiškai nesikeičia, disacharidai hidrolizuojasi į monosacharidus, o polisacharidai vyksta gana reikšmingai (tai reiškia tuos polisacharidus, kuriuos organizmas naudoja maisto produktams, ir angliavandenius, kurie nėra maisto medžiagos, pavyzdžiui, celiuliozė, kai kurie pektinai pašalinami išsiskiria su išmatomis).

Burnos ertmėje maistas susmulkinamas ir homogenizuojamas (tampa homogeniškesnis nei prieš jį patekus). Maistas paveikia seilių išsiskyrusią seilę. Jame yra fermento ptyalino ir yra šarminės reakcijos aplinka, dėl kurios prasideda pirminė polisacharidų hidrolizė, dėl kurios susidaro oligosacharidai (angliavandeniai, turintys nedidelę n reikšmę).

Dalis krakmolo netgi gali virsti disacharidais, kuriuos galima pamatyti ilgai kramtant duoną (rūgšta juoda duona tampa saldus).

Kramtytas maistas, gausiai apdorotas seilėmis ir susmulkintas dantimis per stemplę, kaip maisto vienkartinė forma, patenka į skrandį, kur jis yra veikiamas skrandžio sultimis su rūgštine reakcijos terpe, turinčia fermentų, veikiančių baltymų ir nukleino rūgščių. Praktiškai viduje su angliavandeniais nieko neįvyksta.

Tuomet maisto grilis patenka į pirmąją žarnyno dalį (plonąją žarną), pradedant dvylikapirštės žarnos. Jis gauna kasos sultis (kasos paslaptis), kuriame yra fermentų komplekso, skatinančio angliavandenių virškinimą. Angliavandeniai paverčiami monosacharidais, kurie tirpsta vandenyje ir sugeba absorbuotis. Dietiniai angliavandeniai pagaliau virškinami plonojoje žarnoje, o toje dalyje, kurioje yra žiedai, jie absorbuojami į kraują ir patenka į kraujotaką.

Su monosacharido kraujo tekėjimu jie pasklinda į įvairius kūno audinius ir ląsteles, bet visų pirma kraujas patenka pro kepenis (jis išsiskiria nuo žalingų medžiagų apykaitos produktų). Monosacharidų kraujyje daugiausia yra alfa-gliukozės pavidalo (tačiau yra kitų heksozių izomerų, pvz., Fruktozės, buvimas).

Gliukozės kiekis organizmui (normalus) yra griežtai pastovus, todėl, esant šios medžiagos pertekliui kepenyse, atsiranda glikogeno, būdingo šiam organizmui, susidarymas.

Jei gliukozės kiekis kraujyje yra mažesnis nei normalus, tada dalis kepenyse esančio glikogeno yra hidrolizuojama į gliukozę. Pernelyg didelis angliavandenių kiekis apibūdina sunkią žmonių ligą - diabetą.

Iš kraujo, monosacharidai patenka į ląsteles, kuriose daugelis jų yra išleidžiami oksidacijai (mitochondrijose), kuriame sintezuojama ATP, turinti „patogią“ formą energijai. ATP skiriama įvairiems procesams, kuriems reikia energijos (organizmui reikalingų medžiagų sintezė, fiziologinių ir kitų procesų įgyvendinimas).

Dalis maisto produktų angliavandenių yra naudojami tam tikro organizmo angliavandenių sintezei, kurie reikalingi ląstelių struktūroms formuoti, arba junginiams, reikalingiems kitų junginių klasių medžiagų susidarymui (tokiu būdu angliavandeniai gali gaminti riebalus, nukleino rūgštis ir tt). Angliavandenių gebėjimas virsti riebalais yra viena iš nutukimo priežasčių - liga, kurią sudaro kitų ligų kompleksas.

Todėl angliavandenių perteklius yra kenksmingas žmogaus organizmui, į kurį reikia atsižvelgti organizuojant subalansuotą mitybą.

Augalų organizmuose, kurie yra autotrofai, angliavandenių mainai šiek tiek skiriasi. Angliavandenius (monosacharidus) organizmas pats sintezuoja iš anglies dioksido ir vandens, naudojant saulės energiją. Di-, oligo- ir polisacharidai sintetinami iš monosacharidų. Dalis monosacharidų dalyvauja nukleino rūgščių sintezėje. Tam tikras kiekis monosacharidų (gliukozės) augalų organizmų yra naudojami kvėpavimo procesuose, kuriuose (kaip ir heterotrofiniuose organizmuose) ATP yra sintezuojamas.