Лекция по теме «Метаболизм углеводов»

Определение углеводов 1.Углеводы – это многоатомные альдегидо- или кетоноспирты и их производные 2.Углеводы – это органические вещества с общей формулой C n (H 2 0) m

Биологические функции : энергетическая: составля ют % пищи, энергетический материал для нервной системы и головного мозга; структурная: - пентозы (С5)- компоненты нуклеиновых к-т ; - гликопротеины – компоненты биомембран; - протеоглик аны входят в состав соединительн ой ткан и суставов, связок, кожи;

запасная (резервная): гликоген – основной запасной углевод; глюкоза легко превращается в жиры, которые откладываются; защитная: входят в состав антител; медицинская: являются биологически активными веществами: гепарин – антикоагулянт крови, сердечные гликозиды – лечебные препараты.

Классификация : 1.Кл. Моносахариды 2.Кл. Олигосахариды 3.Кл. Полисахариды:

1. кл. Моносахариды – углеводы, которые в растворе не гидролизуют В их названии используется окончание оза. Представители: С 5 пентозы: рибоза, дезоксирибоза ; С 6 гексозы : глюкоза, фруктоза, галактоза ;

2.кл. Олигосахариды – углеводы, которые в растворе гидролизуют на 2 (10) моносахаридных остатка Представители: а) лактоз а - молочный сахар ; б) сахароз а - свекловичный, тростниковый сахар ; в) мальтоз а – продукт гидролиза крахмала ;

3.кл. Полисахариды (гликаны, полигликозиды) - это биополимеры, которые состоят из большого числа моносахаридов. Делятся на: а) Гомополисахариды б) Гетерополисахариды

Гомополисахариды (гомогликаны) – это биополимеры, состоящие из большого числа одинаковых МС Представители: 1. крахмал – пищевой углевод растительного происхождения ; общая формула (C 6 H 10 O 5 ) n мономер-, D-глюкоз а 2. гликоген –разветвленный полисахарид животного происхождения, состоит из,D-глюкоз 3. целлюлоза (клетчатка) – линейный полисахарид растительного происхождения, состоит из остатков,D-глюкозы;

Гетерополисахариды – это биополимеры, состоящие из различных моносахаридов Представители: а) гиалуроновая кислота – функции: защит а клеток, связывани е воды, структурная ; б) хондроитинсульфаты: входят в состав костной и соединительной ткани; в) гепарин – циркулирует в крови, является антикоагулянтом;

Переваривание углеводов в ЖКТ Суточная потребность – 400 г пищевых у глеводов. Основные пищевые углеводы – крахмал, сахароза, лактоза. Переваривание А) начинается в ротовой полости под действием фермента -амилазы слюны; Б) в тонком кишечнике происходит основная фаза гидролиза крахмала под действием фермента -амилазы поджелудочной железы. Opt pH=7,0-7,2 - слабощелочная, создается бикарбонатами. Конечные продукты гидролиза углеводов в ЖКТ- моносахариды

Пищевые волокна и их значение Пред с тавители: целлюлоза (клетчатка ), пект ины.. В ЖКТ человека не перевариваются. Отсутствуют необходимые ферменты. Значение: 1. стимулируют моторику кишечника, задерживают воду и формируют каловые массы; 2. адсорбируют холестерин, желчные кислоты, билирубин, токсины и способствуют их выведению из организма; 3. источник питания для кишечной микрофлоры, которая синтезирует из них витамины: K, B 8, B 9, B 12.

Промежуточный обмен. 1. Гликолиз- дихотомический путь. 2. Гликогенолиз 1.Гликолиз – это процесс анаэробного расщепления глюкозы до молочной кислоты. 2.Гликогенолиз – процесс анаэробного расщепления гликогена до молочной кислоты. Локализация: протекают в цитоплазме клеток печени и мышц.

субстратное фосфорилирование – синтез АТФ за счет дефосфорилирования низкомолекулярного субстрата; гликолитическая оксидоредуктия – это реакции внутреннего окислительно- восстановительного цикла гликолиза; регуляция активности – ферментами: фруктокиназа – основной фермент гексокиназа ЛДГ энергетический баланс: гликолиза – 2 мол АТФ гликогенолиза – 3 мол АТФ

3.Глюконеогенез это процесс синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы. Субстраты глюконеогенеза: пируват лактат глюкогенные аминокислоты глицерин а цетон Условия протекания: активируется при голодании, недостатке углеводов в пище. Механизм: обратный гликолиз

Биологическое значение : энергетическое – обеспечение глюкозой клеток мозга при недостатке углеводов в организме; взаимосвязь обменов белков, жиров и углеводов. Регуляция активности - гормонами: глюкокортикоиды, адреналин, глюкогон – повышают активность, а инсулин – понижает активность глюконеогенеза

4.Взаимное превращение молочной и пировиноградной кислот в тканях лактат превращается в пируват; часть пирувата идет на синтез глюкозы (глюконеогенез) - анаболический путь часть пирувата окисляется аэробным путем до CO 2 и H 2 O – катаболический путь избыток молочной кислоты выводится с мочой.

5.Аэробное окисление глюкозы 1 этап. Расщепление глюкозы до пирувата – протекает в цитоплазме клеток. 2этап. Окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетил-КоА протекает в матриксе митохондрий; 3этап. Окисление ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот Кребса до СО2 и Н2О идет в матриксе митохондрий. Энергетический баланс полного аэробного окисления глюкозы до СО2 и Н2О молекул АТФ по

6. Пентозофосфатный цикл-ПФЦ, апотомический путь или прямое окисление глюкозы Локализация : эритроциты, печень, надпочечники, эмбриональная и жировая ткань Стадии: 1.окислительная или аэробная – до образования пентоз ( рибулозо-5-фосфата); 2. изомерных превращений – катализируется ферментами транскетолазами ( кофактором которых является ТДФ- коферм. форма витамина В1) и трансальдолазами; Патология: генетический дефект фермента ПФЦ глюкозо-6- фосфатдегидрогеназы является причиной усиления процессов ПОЛ и гемолиза эритроцитов

ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗОФОСФАТНОГО ЦИКЛА: 1.Образуются пентозы: рибоза и дезоксирибоза, которые входят в структуру нуклеиновых кислот, кофакторов, циклических нуклеозидов; 2. Образуется восстановленный кофактор НАДФН2, необходимый для синтеза: высших жирных кислот, холестерола, кортикостероидных и половых гормонов; 3.Цикл является альтернативным источником энергии для клеток тимуса, эритроцитов, печени;

Метаболизм отдельных моносахаридов. 7. Метаболизм фруктозы Пищевые источники: сахароза, фрукты, овощи; Биологическое значение: А) накапливается в хрусталике глаза, особенно при сахарном диабете и является причиной катаракты; Б) присутствует в семянных визикулах; В) энергетическое; Патология: генетический дефект фермента метаболизма фруктозы фруктозо-1-фосфатальдолазы В является причиной редкого наследственного аутосомно-рециссивного заболевания фруктоземия. Признаки: умственная отсталость, рвота, судороги

8.Метаболизм галактозы Пищевые источники:лактоза - молочный сахар Биологическое значение: 1.Энергетическое 2.Легко превращается в глюкозу 3.Идет на синтез лактозы в период лактации у кормящих матерей Патология: Галактоземия – тяжелое наследственное заболевание недостаточности фермента уридилтрансфераза. Клинические признаки: умственная отсталость, задержка психо-моторного развития ребенка, помутнение хрусталика глаза, катаракта, увеличение размеров печени.