Краткая характеристика углеводов

ЛЕКЦИЯ 1, 2, 3

МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

Углеводы входят в состав живых организмов и вместе с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами определяют специфичность их строения и функционирования. К углеводам относят соединения, обладающие разнообразными и зачастую сильно отличающимися функциями, но прежде всего они являются основными поставщиками энергии.

Самым богатым источником углеводов служат растения: до 80% сухой массы тканей растений составляют углеводы. В организмах животных и человека их значительно меньше; наиболее богаты углеводами печень (5 - 10%), скелетные мышцы (1 - 3%), сердечная мышца (-0,5%), головной мозг (0,2%).

На долю углеводов приходится примерно 75% массы пищевого суточного рациона и более 50% от суточного количества необходимых калорий. Большое число белков (ферменты, белки-транспортёры, белки-рецепторы, гормоны) - гликопротеины, углеводная составляющая которых повышает их специфичность. Например, различия в строении олигосахаридных фрагментов клеточной оболочки эритроцитов обеспечивают групповую принадлежность крови. Из углеводов образуется большое число органических соединений, которые служат исходными субстратами для синтеза липидов, аминокислот, нуклеотидов. Производные углеводов (глюкурониды) участвуют в детоксикации ксенобиотиков и инактивации веществ эндогенного происхождения. Углеводы могут быть синтезированы в организме с использованием некоторых аминокислот, глицерина, молочной кислоты. Углеводы нельзя считать незаменимыми компонентами пищи, однако если исключить углеводы из диеты, то следствием может быть гипогликемия, для компенсации которой будут расходоваться белки и липиды. Углеводы - обязательные пищевые компоненты, помимо их основной энергетической функции, углеводы участвуют во многих метаболических клеточных процессах.

Биологические функции полисахаридов:

• Энергетическая - крахмал и гликоген составляют "депо" углеводов в клетке; при необходимости они быстро расщепляются на легко усваиваемый источник энергии - глюкозу.
• Опорная - хондроитинсульфат выполняет опорную функцию в костной ткани.
• Структурная - гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин являются структурными межклеточными веществами.
• Гидроосмотическая и ионрегулирующая - гиалуроновая кислота, благодаря высокой гидрофильности и отрицательному заряду, связывает межклеточную воду и катионы, регулируя межклеточное осмотическое давление.

Термин "углеводы", предложен в XIX столетии, и основан на предположении, что все углеводы содержат 2 компонента - углерод и воду, и их элементарный состав можно выразить

общей формулой C _m (H₂O) _n.

Хотя из этого правила есть исключения, указанное определение позволяет наиболее просто характеризовать класс углеводов в целом.