Биологическая химия

Лактоза — молочный сахар, имеет в своем составе глюкозу и галактозу.

Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы и является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

Полисахариды

Представителями полисахаридов являются крахмал, клетчатка или целлюлоза, и гликоген.

Полисахариды имеют весьма разветвленную структуру. Эти структуры представлены двумя формами: амилозой и амилопектином.

Амилоза представляет собой неразветвленную цепь, состоящую из остатков глюкозы, связанных между собой по типу связи 1-4, т. е. связи между 1-м углеродным атомом одной молекулы глюкозы и 4-м атомом другой через кислородный мостик.

Амилоза имеет в своем составе 60-300 остатков глюкозы. Она растворима в горячей воде и с йодом дает синее окрашивание.

Схема строения амилозы (неразветвленная цепь)

Амилопектин представляет собой весьма разветвленную структуру, также состоящую из остатков глюкозы. Развет-вленность достигается образованием связей как между 1-м и 4-м углеродным атомом, так и между 1-м и 6-м. В определенной степени по структуре к амилопектину приближается гликоген, однако он еще более разветвлен.

Схема строения амилопектита (разветвленная цепь)

Крахмал — типичный резервный полисахарид растений.

Крахмал откладывается в растениях в виде зернышек, имеющих слоистое строение, которые нерастворимы в холодной воде. В горячей воде они дают коллоидный раствор, называемый в быту крахмальным клейстером. Крахмал на 10-20% состоит из амилозы и на 80-90% — из амилопектина.

Структура крахмала представлена остатками D-глюкозы, соединенными в основном связами 1-4 и в меньшей степени связями 1-6. Количество глюкозных остатков исчисляется несколькими тысячами. Эмпирическая формула крахмала — (С₆Н₁₀О₅)*х, где х — количество остатков глюкозы. Крахмал, как и белки, обладает гидрофильными свойствами.

Клетчатка, или целлюлоза,- структурный полисахарид растений, состоящий из остатков глюкозы. Клетчатка не расщепляется ферментами желудка и тонкого отдела кишечника. Однако в этих отделах клетчатка выполняет функцию активатора моторики желудка и кишечника за счет своей грубой структуры. В толстом отделе кишечника клетчатка частично расщепляется под действием микроорганизмов.

Рис. 51. Схема строения молекулы гликогена. а — глюкозный остаток (1,4 связи); б — точки ветвления (1,6 связи)

Гликоген — основной запасной углевод организма человека и животных, который часто называют животным крахмалом. По своей структуре гликоген напоминает амилопектин, хотя он разветвлен сильнее (рис. 51). Он состоит примерно из 30 000 остатков глюкозы. В значительных количествах гликоген накапливается в печени, мышцах, сердце и в меньшей степени — в головном мозге.

Общие представления о мукополисахаридах

Мукополисахариды относятся к гетерополисахаридам, т. е. к соединениям, которые имеют в своем составе, кроме углеводов и их производных, другие вещества, например азотистые основания, органические кислоты и т. д. В организме они встречаются в комплексе с белками (мукопротеиды) и жирами (муколипиды),

Мукополисахариды выполняют в организме разнообразные функции. Они участвуют в построении клеточных мембран, входят в состав хрящей, хрусталика глаза, пупочного канатика, клапанов аорты; обеспечивают групповую специфичность крови, составляют основу слизей внутренних полых органов; образуют синовиальную жидкость, являются антикоагулянтами. Мукополисахариды подразделяются на кислые и нейтральные. Кислые мукополисахариды характеризуются наличием гексуроновых кислот. К ним относятся гиалуроновая, хондроитин-серные кислоты, гепарин. В составе нейтральных мукополисахаридов имеются нейраминовая кислота, фукоза и т. д.

Вопросы для повторения

   1. Что такое углеводы?

   2. Какие функции в организме выполняют углеводы?

   3. Напишите формулы. 3-фосфоглицеринового альдегида, рибозы, глюкозо-1-фосфата, галактозо-6-фосфата, глюкуроновой кислоты, галактозамина.

   4. Из каких частей построена молекула крахмала?

   5. Что представляют собой амилоза и амилопектин?

   6. Какова структура гликогена?

   7. Назовите основные функции гликогена?

   8. Что является основным депо гликогена в организме?

   9. Укажите на основные функции мукополисахаридов. Приведите примеры отдельных представителей.

   10. Каково строение сахарозы, мальтозы, лактозы?

VII. Обмен углеводов

Переваривание и всасывание углеводов

Переваривание углеводов начинается в ротовой полости, где на них изливается слюна, содержащая ферменты амилазу и мальтазу, которые обеспечивают распад углеводов до моносахаридов, в частности, глюкозы. Однако в связи с тем что время пребывания пищи в ротовой полости очень короткое, процесс переваривания углеводов там незначительный.