Роль углеводного обмена в организме

 

Выполнила: студентка II курса,

                                                                                               ФВМ, гр. 6201

                                                                                               Тихонова А.Ю.

                                                                     Проверила: К.Б.Н., доцент

Баталова С. В.

 

Новосибирск 2020

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Ведение……………………………………………………………………3

1. Общая характеристика углеводов……………………………………….4

2. Обмен углеводов………………………………………………………….5

3. Нарушение углеводного обмена…………………………………………8

4. Заключение………………………………………………………………..9

5. Библиографический список……………………………………………...10

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Углеводы – это гетерофункциональные соединения, являющиеся альдегидо- или кетономногоатомными спиртами, или их производными.

Углеводы относятся к важнейшей группе соединений, которые синтезируются и используются клетками организма животных. Преимущественно за счет их окисления покрываются энергетические расходы организма (примерно 60-70% потребности организма в энергии).

Необходимая энергия извлекается из углеводов вследствие углеводного обмена – это совокупность процессов, протекающих в организме человека и животных, включающих превращение моносахаридов и их производных, гомо-, гетерополисахаридов и различных углеводсодержащих биополимеров.

В данной работе мы рассмотрим общую характеристику углеводов, и то как происходит обмен углеводов, и к чему приводят его нарушения.

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДОВ

К углеводам относятся:

- моносахариды (глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза, рибоза, арабиноза, ксилоза)

- дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза)

- олигосахариды (раффиноза);

- полисахариды - растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества) и животного происхождения (гликоген, хитин);

Функции углеводов:

1) Энергетическая - обеспечивают 40-60% энергии организму, причем в экстренных ситуациях (быстро). 1 г углеводов дает в метаболических реакциях 4,1 ккал (17,2 кДж);

2) Структурная или пластическая - углеводы входят в структуру клеток, являются элементами нуклеиновых кислот, входят в соединения с жирами (гликолипиды) и белками (гликопротеиды, мукопротеиды). [3]

3) Запасающая (Крахмал, инулин у растений, гликоген у животных и грибов)

4) Защитная функция. Углеводы предохраняют стенки полых органов (пищевод, кишечник, желудок, бронхи) от механических повреждений и проникновения вредных бактерий и вирусов.

5) Рецепторная – углеводные компоненты мембран обеспечивают узнавание клеток, рецепцию гормонов.

Основные углеводы корма - глюкоза, крахмал, гликоген, а также растительная клетчатка.

 

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Основные этапы углеводного обмена:

1)  Пищеварительные процессы.

Сложные углеводы подвергаются расщеплению сначала в ротовой полости под действием ферментов амилазы и мальтазы до декстринов. В желудке не происходит всасывания углеводов. Дальнейший гидролиз идет в двенадцатиперстной кишке до моносахаридов при действии ферментов (амилаза, мальтаза, лактаза, инвертаза) поджелудочного и кишечного соков. Моносахариды (глюкоза и фруктоза) всасываются в кровь в тонком отделе кишечника по вторично активному транспорту, причём независимо от уровня глюкозы в крови. [3] Для других моносахаридов характерен тип всасывания через пассивную диффузию. Клетчатка переваривается только за счёт ферментов микроорганизмов в толстом кишечнике.

Особенности у жвачных животных: клетчатка в рубце расщепляется ферментами целлюлозолитических бактерий до глюкозы. Крахмал и глюкоза сбраживаются (уксуснокислые, молочнокислые бактерии) до ЛЖК - уксусной, масляной, пропионовой, которые всасываются через стенку рубца в кровь. Из глюкозы и дисахаридов инфузории синтезируют полисахариды и откладывают их в форме крахмальных зерен в цитоплазме. Это предотвращает избыточное брожение в рубце, которое сопровождается образованием большого количества тепла и газов (двуокись углерода, метан, водород, сероводород, кислород). В сычуге инфузории погибают, и в кишечнике крахмал переваривается до глюкозы.

У лошадей клетчатка переваривается таким же образом в толстом отделе кишечника. ЛЖК используются на образование энергии, синтез глюкозы, кетоновых тел, образование молока.

В желудке свиней (кардиальная зона и зона слепого мешка) углеводы начинают перевариваются при помощи ферментов слюны и растительных кормов. В процессе молочнокислого брожения образуется молочная кислота (не более 0,1%)

2) Промежуточный обмен углеводов

По воротной вене глюкоза поступает в печень. Здесь происходят следующие процессы:

гликогенез - образование гликогена из глюкозы,

неогликогенез - образование гликогена не из глюкозы, а из молочной кислоты, ЛЖК, глицерина, безазотистых остатков аминокислот;

гликогенолиз - распад гликогена до глюкозы. Аналогичные процессы происходят в мышцах. Распад глюкозы происходит двумя путями:

- Аэробный распад (окисление) - до углекислого газа и воды, при этом полностью освобождается энергия. Часть энергии переходит в потенциальную энергию химических связей - макроэргов (АТФ, АДФ, креатинфосфат, гексозофосфат), остальная тратится организмом непосредственно.

- Анаэробный распад (бескислородный) - идет до молочной кислоты. В процессе многостадийных реакций энергия освобождается не сразу, а порциями, что предотвращает потери энергии в виде избытка тепла. [3]

            3) Конечный этап обмена углеводов.

Конечными продуктами углеводного обмена являются СО2 и Н20, которые выделяются из организма. Молочная кислота, образующаяся при анаэробном распаде углеводов, частично идет на ресинтез гликогена.

 

 

Регуляция углеводного обмена.

Регуляция углеводного обмена, содержания глюкозы в крови, гликогена в печени происходит при помощи нервной системы. [1] Центр углеводного обмена – это скопление ганглиозных клеток в гипоталамусе. Высшие центры - в коре больших полушарий. Гипоталамус влияет на углеводный обмен через симпатическую нервную систему и через гипофиз. Симпатическая нервная система увеличивает распад гликогена и повышает уровень сахара в крови. [3] Волокна парасимпатической нервной системы -наоборот, образование гликогена из глюкозы.

Гормональная регуляция:

Снижает уровень сахара в крови – инсулин. Он повышает проницаемость клеточных мембран, усиливает потребление сахара клетками, способствует превращению глюкозы в гликоген и в жир, тормозит неогликогенез.

Повышают уровень сахара в крови - шесть гормонов (контринсулярный аппарат):

адреналин - активирует фосфорилазу печени;

глюкагон - активирует образование глюкозы из гликогена;

глюкокортикоиды - активируют образование глюкозы из неуглеводов;

АКТГ - стимулирует синтез глюкокортикоидов;

СТГ - уменьшает утилизацию глюкозы тканями;

Тироксин - уменьшает распад глюкозы, улучшает всасывание глюкозы из кишечника. [3]

 

 

НАРУШЕНИЕ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

Нарушение обмена углеводов может происходить на любом из его этапов. Одна из важнейших функций печени состоит в поддержании нормального уровня глюкозы в крови (содержание глюкозы в крови - важный гомеостатический показатель. У жвачных в крови содержится 0,4-0,6 г/л (2,22 – 3,33 ммоль/л) глюкозы, у моногастричных больше - 1,0-1,6 г/л (3,05 – 5,55 ммоль/л); у птиц – до140 г/л (до 7,80 ммоль/л) [3]). При снижении этого уровня клетки печени повышают его за счет расщепления гликогена (гликогенолиз), а при увеличении – утилизируют ее (гликогенез). [2]

Нарушения углеводного обмена проявляются гипергликемией (повышение концентрации глюкозы к крови) или гипогликимией (понижение концентрации глюкозы к крови).

Гипогликемия может возникнуть из-за недостаточного поступления углеводов с пищей, чрезмерной физической нагрузки, повреждения клеток печени, увеличения уровня инсулина в крови, рвоты и диареи. Гипогликемические состояния чрезвычайно опасны, поскольку нередко ведут к гипогликемической коме (мышечная слабость, полтивость, потеря координации движений, потеря сознания, судороги).

Гипергликемия возникает из-за ряда различных причин: прием кормов с повышенным содержанием углеводов, возбуждения, активизации симпатической вегетативной системы, уменьшения выработки инсулина. При повышении уровня глюкозы в крови (гипергликемия) она частично переходит в гликоген в печени и мышцах (резерв), а частично выделяется с мочой. Клетки испытываю кислородное голодание. Появляется глюкозурия, кетонемия, развивается диабетическая кома. [2]

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Углеводы, простые и сложные сахара входят в состав АТФ, АДФ, в форме гликозаминов они входят в состав мембран клеток и субклеточных структур, а также межклеточного вещества. На долю углеводов приходится 2% массы животного. Сахара участвуют в дезинтоксикации организма (глюкуроновая кислота). Углеводы являются важнейшим субстратом, из которого синтезируется энергия в форме АТФ. [2]

Исходя из проделанной работы и рассмотренных материалов, мы можем сделать вывод, что углеводы выполняют очень важные функции в организме животных. Правильная их переработка и использование внутри организма – залог его здоровья. Поэтому необходимо поддерживать обмен углеводов на нужном уровне. Вовремя замечать проявления его нарушения, в случае необходимости регулировать при помощи диет и медикаментов содержание углеводов.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1) Голиков А. Н. Физиология сельскохозяйственных животных/ А. Н. Голиков, Н. У. Базанова, З. К. Кожебеков и др.; под ред. А. Н. Голикова – 3-е изд., переработанное и дополненное. – М.: Агропромиздат, 1991. – 432с., ил.

2) Савойский А. Г. Патологическая физиология/ А. Г. Савойский, В. Н. Байматов, В. М. Мешков; под ред. В. Н. Байматова. – М.: КолосС, 2008. – 541 с.: Ил. – учебники и учеб. пособия для студентов высш. Учеб. Заведений.

3) Физиология животных / составители В. Г. Скопичев [и др.]. — Санкт-Петербург: СПбГАВМ, [б. г.]. — Часть 3: Обмен веществ, внутренняя секреция, центральная нервная система, высшая нервная деятельность, этология — 2014. — 80 с. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/121324 (дата обращения: 23.04.2020). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

4) Фомин Н. А. Физиология человека: Учеб. Пособие для студентов фак. физ. культуры пед. ин-тов. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1992 – 351 с.