Углеводы, жиры и белки - источник энергии для человека и животных

расположением полуацетального гидроксида.

Недостаток глюкозы вызывает ацидоз и кетоз. Избыток - диабет. Норма

содержания в крови - 0,1%.

                         3. Свойства дисахаридов                        

Основным представителем дисахаридов является сахароза. Молекула сахарозы

состоит из остатков молекулы D-глюкозы и  D-фруктозы. Химичес­кая формула -

C12H22O11. Сахароза - один из главных углеводов в организме человека,

бесцветное кристаллическое вещество. При температуре выше 200є C  разлагается

с образованием так называемых карамелей. Сахароза не ра­створима в неполярных

органических растворителях, в абсолютном метаноле и этаноле, умеренно

растворима в атилацетате, анилине, в водных растворах метанола и этанола.

Хорошо растворима в воде. Сахароза не обладает реду­центными свойствами,

поэтому она устойчива к действию щелочей, но гидра­лизуется под влиянием

кислот и ферментов сахараз с образованием D- глюко­зы и  D-фруктозы. Со

щелочным металлами образует сахараты. Сахароза является одним из основных

дисахаридов. Она гидролизуется HCl желудоч­ного сока и сахаразой слизистой

оболочкой тонкой кишки человека.

Сахароза входит в состав сахара (99,75%), используемого для придания пище

сладкого вкуса. Сахарозу также называют свекловичным сахаром.

Другой представитель дисахаридов - лактоза (молочный сахар). Она со­стоит из

остатков гелактозы и глюкозы. Лактоза - важная составная часть молока

млекопитающих и человека. Образуется в процессе лактации в мо­лочной железе

из глюкозы и является для новорожденных ее источником. Лактоза облегчает

всасывание кальция их кишечника. Содержание лактозы в женском молоке - 7 г/

100 мл. В молоке коров и коз - 4,5г/100 мл.

                         4.Свойства полисахаридов                        

Основным источником полисахаридов является крахмал. Крахмал - ос­новной

резервный полисахарид растений. Образуется в клеточных органел­лах зеленых

листьев в результате процесса фотосинтеза. Крахмал является основной частью

важнейших продуктов питания. Конечные продукты фер­ментативного расщепления -

глюкозо - один- фосфат - представляет собой важнейшие субстраты как

энергетического обмена, так и синтетических про­цессов. Химическая формула

крахмала - (C6H10O5)n.  Переваривание крахмала в пищеварительном тракте

осуществляется при помощи  a-амилазы слюны, дисахааридаз и глюкоамилаз

щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки. Глюкоза, являющаяся конечным

продуктом распада пищевого крах­мала, всасывается в тонкой кишке.

Калорийность крахмала - 4,2 ккал/г.

     Целлюлоза.  Химическая формула целлюлозы (C6H10O5)n, такая же как и у

крахмала. Цепи целлюлозы построены в основном из элементарных звеньев ангидро-

D-глюкозы, соединенных между собой 1,4 - b-глюкозидными связями. Целлюлоза,

содержащаяся в пище, является одним из основных бал­ластных веществ, или

пищевых волокон, играющих чрезвычайно важную роль в нормальном питании и

пищеварении. Эти волокна не перевариваются в желудочно-кишечном тракте, но

способствуют его нормальному функцио­нированию. Они адсорбируют на себе

некоторые токсины, препятствуют их всасыванию в кишечник.

                           5. Углеводный обмен                          

Углеводный обмен представляет собой совокупность процессов прев­ращений

углеводов в организме человека и животных.

Процесс превращений углеводов начинается с переваривания их в рото­вой

полости, где происходит частичное расщепление крахмала под действием фермента

слюны - амилазы. В основном углеводы перевариваются и всасы­ваются в  тонком

кишечнике и затем с током крови разносятся в ткани и ор­ганы, а основная

часть их, главным образом глюкоза, накапливается в печени в виде гликогена.

Глюкоза с кровью поступает в те органы и ткани, где воз­никает потребность в

ней, причем скорость проникновения глюкозы в клетки определяется

проницаемостью клеточных оболочек.  В клетки печени глюко­за проникает

свободно, в клетки мышечной ткани проникновение глюкозы связано с затратой

энергии; во время мышечной работы проницаемость кле­точной стенки значительно

возрастает. В клетках глюкоза претерпевает про­цесс превращений на

молекулярном уровне в процессе биологического окис­ления с накоплением

энергии.

Пр окислении глюкозы в пентозном (аэробном) цикле образуется вос­становленный

никотинамид-адениннуклеотидфосфат, необходимый для вос­становительных

синтезов. Кроме того промежуточные продукты этого цикла являются материалом

для синтеза многих важных соединений.

Регуляция углеводного обмена в основном осуществляется гормонами и

центральной нервной системой. О состоянии углеводного обмена  можно су­дить

по содержанию сахара в крови (в норме 70-120 мг%). При сахарной на­грузке эта

величина возрастает, но затем быстро достигает нормы. Наруше­ния углеводного

обмена возникают при различных заболеваниях. Так, при недостатке инсулина

наступает сахарный диабет, а понижение активности одного из ферментов

углеводного обмена - мышечной фосфорилазы - ведет к мышечной дистрофии.

                                III. Жиры                               

                           1. Свойства липидов                         

Липиды представляют собой разнородную группу биоорганических со­единений,

общим свойством которых является их нерастворимость в воде и хорошая

растворимость в неполярных растворителях. К липидам относятся вещества с

различным химическим строением. Большая их часть является сложными эфирами

спиртов и жирных кислот. Последние могут быть как на­сыщенными, так и

ненасыщенными. Наиболее часто в состав липидов входи­ит пальмитииновая,

стереатиновая, олеиновая, линоливая и линоленовая кислоты. Спиртами обычно

являются глицерин и сфингоцин, а также неторые другие вещества. В состав

молекул сложных липидов могут входить и другие компоненты.

При присоединении остатка ортофосфорной кислоты образуются фос­фолипиды.

Стероиды составляют совершенно особую группу липидов. Они построены на основе

высокомолекулярного спирта - холестерола. В орга­низме липиды выполняют

следующие функции: 1) строительную, 2) гормо­нальную, 3)энергетическую, 4)

запасающую, 5) защитную, 6) участие в мета­болизме.

                            2. Свойства жиров                           

Жиры - органические соединения, представляющие собой сложные эфи­ры

трехатомного спирта глицерина и высших или средних жирных кислот. Срдержится

во всех животных и растительных тканях. Общую формулу жи­ров можно записать

так:

О

a CH2 - O - C - R

О

b CH  - O - C - R1

О

a' CH2 - O - C - R2

Все природные жиры - смесь глицеридов, не только симметричных, т.е. с тремя

одинаковыми остатками жирных кислот, но и смешанных. Симметрич­ные глицериды

встречаются чаще в растительных маслах. Животные жиры отличаются весьма

разнообразным составом жирных кислот. Жирные кисло­ты, входящие в состав

триглициридов, определяют их свойства. Триглици­риды способны вступать во все

химические реакции, свойственные эфирам. Наибольшее значение  имеет реакция

омыления, в результате которой из триглицирида образуется глицерин и жирные

кислоты.

O

CH2-O-C-R

O                              CH2OH

CH-O-C-R      +    3 H2O =  CHOH + 3 R COOH

O                              CH2OH   жирная кислота

CH2-O-C-R                      глицерин

триглицирид

Омыление происходит как при гидролизе, так и при действии кислот или щелочей.

Жиры - питательное вещество, является обязательной составной частью

сбалансированного пищевого рациона человека. Они - важный источник энергии,

который можно рассматривать как природный пищевой концентрат большой

энергетической ценности, способный в небольшом объеме обеспе­чить организм

энергией. Средняя потребность жиров для человека - 80-100 г в сутки. Один

грамм жиров при окислении дает 9,3 ккал. Жиры также являются растворителями

витаминов A, D и E.  Обеспеченность организма в этих вита­минах зависит от

поступления жиров в составе пищи. С жирами в организм вводится комплекс

биологически активных веществ, играющих важнейшую роль в нормальном жировом

обмене.

                            3. Жировой обмен.                           

Жировой обмен представляет собой совокупность процессов превраще­ний жиров в

организме. Обычно различают три стадии жирового обмена : 1) расщепление и

всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте; 2) превра­щение всосавшихся

жиров в тканях организма; 3) выделение продуктов жиро­вого обмена из

организма. Основная часть пищевых хиров подвергается пе­ревариванию в верхних

отделах кишечника при участии фермента липазы, который выделяется

поджелудочной железой и слизистой оболочкой желуд­ка. В результате

расщепления образуется смесь жирных кислот, ди- и моног­лицеридов.

Процессу расщепления и всасывания жиров и других липидов способ­ствует

выделение в кишечник желчных кислот, благодаря которым жиры пе­реходят в

эмульгированное состояние. Часть жиров всасывается в кишечнике в

нерасщепленном виде. Всосавшиеся жирные кислоты частично использу­ются в

слизистой оболочке кишечника для ресинтеза триглицеридов и фос­фолипидов, а

частично переходят в кровь системы воротной вены или в лим­фатические сосуды.

Количество нейтральных жиров и жирных кислот  в крови непостоянно и зависит

от поступления жиров с пищей и от скорости отложения жира в жировых депо. В

тканях жиры расщепляются под действием различных липаз, а образовавшиеся

жирные кислоты входят в состав других соединений (фосфолипиды, эфиры

холестерина и т.д.) или окисляются до конечных про­дуктов. Окисление жирных

кислот совершается несколькими путями. Часть жирных кислот при окислении в

печени дает ацетоуксусную  и b-оксимасля­ную кислоты, а также ацетон. При

тяжелом сахарном диабете количество ацетоновых тел в крови резко

увеличивается. Синтез жиров в тканях проис­ходит из продуктов жирового

обмена, а также из продуктов углеводного и белкового обмена.

Нарушения жирового обмена обычно разделяют на следующие группы: 1) нарушения

всасывания жира, его отложения и образования в жировой тка­ни; 2) избыточное

накопление жира в органах и тканях, не относящихся к жировой ткани; 3)

нарушения промежуточного жирового обмена; 4) наруше­ния перехода жиров из

крови в ткани и их выделения.

                                IV. Белки                               

                         1. Свойства аминокислот                        

Особо важное место среди низкомолекулярных природных органических соединений

принадлежит аминокислотам. Они являются производными кар­боновых кислот, где

один из атомов водорода в углеводородном радикале кислоты замещен на

аминогруппу, распологающуюся, как правило, по сосед­ству с карбоксильной

группой. Многие аминокислоты являются предше­ственниками биологически

акактивных соединений: гормонов, витаминов, алкалоидов, антибиотиков и др.

Подавляющее большинство аминокислот существует в организмах в свободном виде.

Но несколько десятков из них находятся в преимущественно связанном состоянии,

т.е. в соединении с другими органическими веществами:   b-аланин, например,

входит в состав ряда биологически активных соединений, а многие   a-

аминокислоты - в состав белков. Таких  a-аминокислот  насчитывается 18. В

состав белков также входят два амида аминокислот - аспарагин и глутамин.  Эти

аминокислоты получили название белковых или протеиногенных. Именно они

составляют важнейшую группу   природных аминокислот, так как только им

присуще одно замечательное свойство - способность при участии ферментов

присоединяться по аминным и карбоксильным группам и образовывать

полипептидные цепи.

Искуственно синтезированные  w-аминокислоты служат сырьем для производства

химических волокон.

                            2. Свойства белков                           

Белки - высокомолекулярные органические вещества, характерными особенностями

которых является их строго определенный элементарный со­став:

Особенно характерен для белков 15-18% уровень содержания азота. На заре

белковой химии, когда не умели еще определять ни молекулярную массу белков,

ни их химический состав, ни тем более структуру белковой молекулы, этот

показатель играл большую роль при решении вопроса о принадлежно­сти

высокомолекулярного вещества к классу белков. Естественно, что сейчас данные

об элементарном составе белков утратили свое былое значение для их

характеристики.

Белки вступают во взаимодействие с самыми различными веществами. Объединяясь

друг с другом или нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами, они

образуют рибосомы, митохондрии, лизосомы, мембраны эн­доплазматической сети и

другие субклеточные стрктуры, в которых благо­даря пространственной

организации белков и свойственной ряду из них фер­ментативной активности

осуществляются многообразные процессы обмена веществ. Поэтому именно белки

играют выдающуюся роль в явлениях жизни. По своей химической природе белки