Основные углеводы животных и их биологическая роль

Основные углеводы животных и их биологическая роль

Углеводы очень широко распространены в природе, особенно в растительном мире, где составляют 70%-80% массы сухого вещества клеток.Вживотном организме на их долю приходится всего около 2% массы тела, однако и здесь их роль не менее важна.

Углеводы способны откладываться в виде крахмала в растениях и гликогена в организме животных и человека.Эти запасы расходуются по мере надобности.В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо.

Рассмотрим основные функции углеводов

1.Энергетическая функция. Углеводы являются одним из основных источников энергии для организма,обеспечивая не менее 60% энергозатрат.Для деятельности мозга,клеток крови,мозгового вещества почек практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы.

2.Пластическая(структурная)функция. Во всех клетках организма обнаруживаются углеводы и их производные. Они входят в состав биологических мембран и органелл клетки. Моносахариды рибоза и дезоксирибоза являются структурными компонентами нуклеиновых кислот. Входят в состав сложных белков – гликопротеинов и гликолипидов.

3.Защитная функция. Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (мукополисахаридами и др.). Они защищают внутренние стенки полых органов ЖКТ, воздухоносных путей и др., от механических и химических воздействий, проникновения патогенных микробов. Активное производное глюкозы – УДФ-глюкуроновая кислота способна в печени связывать токсические соединения, в частности свободный билирубин. Образующийся при этом диглюкуронид билирубина является достаточно гидрофильным соединением, легко выводимым с желчью из организма.

4.Регуляторная функция. Пища человека содержит значительное количество клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, участвуя т. о. в перистальтики кишечника.

5.Резервная функция. Углеводы способны откладываться в виде гликогена. Эти запасы расходуются по мере надобности. В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо. Так, в печени гликоген может накапливаться до 20% от массы ткани. Содержание его при голодании снижается до 0,2%.

6. Рецепторная. Углеводы – составная часть многочисленных антител, обеспечивающих функцию узнавания ими своих антигенов; входя в состав внешней поверхности клеток, они распознают «своего» и «чужого»; будучи составной частью рецепторов гормонов и нейромедиаторов, участвуют в регуляции жизнедеятельности клеток.

7. Анаболическая. Углеводы основной источник для синтеза жирных кислот; образующиеся при распаде кетокислоты необходимы для синтеза гликогенных аминокислот. В организме многих животных из углеводов может синтезироваться витамин С.

 

К основным углеводам человека относятся:

 

из полисахаридов:         

                                    гликоген

                                    глюкозамингликаны

 

из дисахаридов:               

                                    лактоза

 

из моносахаридов:        

                                   глюкоза

                                   фруктоза

                                    галактоза

                                    рибоза

                                    дезоксирибоза

 

из нуклеозиддифосфат-сахаров:  

                                     УДФ-глюкоза

                                      УДФ-галактоза

                                      УДФ-глюкуронат

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПУТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ГЛЮКОЗЫ В ОРГАНИЗМЕ

 

Всосавшиеся моносахариды через систему воротной вены поступают в печень. Большая часть глюкозы подвергается фосфорилированию с образованием глюкозо-6-фосфата (активная форма),который включается в различные метаболические процессы. Избыток глюкозы откладывается в печени про запас в форме гликогена.

Часть глюкозы, не задерживаясь в печени, попадает в общий кровоток, откуда поступает в различные органы и ткани, где используется с пластической или энергетической целью в зависимости от обменной ситуации.

Моносахариды используются ради энергии, подвергаясь многоступенчатому ферментативному распаду.

Продукты распада углеводов ацетил-КоА дегидроксиацетонфосфат (особенно при избыточном поступлении углеводов) идут на синтез липидов, пентозы на синтез нуклеотидов, ДНК и РНК, кетокислоты на синтез соответствующих аминокислот.

Моносахариды используются на синтез других углеводов, углеводных компонентов, составных частей гликопротеинов, протеогликанов, гликолипидов.

Этот материал может быть выражен в виде следующей схемы.

Основные углеводы животных и их биологическая роль

Углеводы очень широко распространены в природе, особенно в растительном мире, где составляют 70%-80% массы сухого вещества клеток.Вживотном организме на их долю приходится всего около 2% массы тела, однако и здесь их роль не менее важна.

Углеводы способны откладываться в виде крахмала в растениях и гликогена в организме животных и человека.Эти запасы расходуются по мере надобности.В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо.

Рассмотрим основные функции углеводов

1.Энергетическая функция. Углеводы являются одним из основных источников энергии для организма,обеспечивая не менее 60% энергозатрат.Для деятельности мозга,клеток крови,мозгового вещества почек практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы.

2.Пластическая(структурная)функция. Во всех клетках организма обнаруживаются углеводы и их производные. Они входят в состав биологических мембран и органелл клетки. Моносахариды рибоза и дезоксирибоза являются структурными компонентами нуклеиновых кислот. Входят в состав сложных белков – гликопротеинов и гликолипидов.

3.Защитная функция. Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (мукополисахаридами и др.). Они защищают внутренние стенки полых органов ЖКТ, воздухоносных путей и др., от механических и химических воздействий, проникновения патогенных микробов. Активное производное глюкозы – УДФ-глюкуроновая кислота способна в печени связывать токсические соединения, в частности свободный билирубин. Образующийся при этом диглюкуронид билирубина является достаточно гидрофильным соединением, легко выводимым с желчью из организма.

4.Регуляторная функция. Пища человека содержит значительное количество клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, участвуя т. о. в перистальтики кишечника.

5.Резервная функция. Углеводы способны откладываться в виде гликогена. Эти запасы расходуются по мере надобности. В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо. Так, в печени гликоген может накапливаться до 20% от массы ткани. Содержание его при голодании снижается до 0,2%.

6. Рецепторная. Углеводы – составная часть многочисленных антител, обеспечивающих функцию узнавания ими своих антигенов; входя в состав внешней поверхности клеток, они распознают «своего» и «чужого»; будучи составной частью рецепторов гормонов и нейромедиаторов, участвуют в регуляции жизнедеятельности клеток.

7. Анаболическая. Углеводы основной источник для синтеза жирных кислот; образующиеся при распаде кетокислоты необходимы для синтеза гликогенных аминокислот. В организме многих животных из углеводов может синтезироваться витамин С.

 

К основным углеводам человека относятся:

 

из полисахаридов:         

                                    гликоген

                                    глюкозамингликаны

 

из дисахаридов:               

                                    лактоза

 

из моносахаридов:        

                                   глюкоза

                                   фруктоза

                                    галактоза

                                    рибоза

                                    дезоксирибоза

 

из нуклеозиддифосфат-сахаров:  

                                     УДФ-глюкоза

                                      УДФ-галактоза

                                      УДФ-глюкуронат