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

результате ее постепенного перемещения по желудочно-кишечному тракту.

Далее мы рассмотрим по отдельности основные компоненты питательных веществ,

непосредственно участвующих в процессе пищеварения. Это - углеводы, жиры и

белки.

    

    

                               II. Углеводы                              

                       1. Общие свойства  углеводов                      

Углеводы - группа органических веществ общей формулы - Cm H2n On. Формально

Cm(H2O)n - соединение  углерода и воды. Осюда и название: угле-воды.

Основные функции  углеводов:

1) энергетическая (при окислении простых сахаров,  в первую очередь, глюкозы

организм получает основную часть необходимой ему  энергии);

2) запасающая (такие  полисахариды, как крахмал и глюкоген, играют роль

источников глюкозы, высвобождая ее по мере необходимости);

3) опорно-строительная (из хитина, например, построен панцирь  насекомых).

Углеводы делят на простые или моносахариды, не способные к гидролизу, и

сложные углеводы, гидрализующиеся на ряд простых. По числу атомов углерода

углеводы делят  на тетрозы, пентозы, гексозы и т.д., а по химическому

строению - это  многоатомные альдегидо- и кетоноспирты - альдозы и кетозы.

Наибольшее значение для питаания имеют гекзозы. Сложные  углеводы по

количеству получающихся при гидролизации простых углеводов  делят на

дисахариды, трисахариды  и т.д. и полисахариды, дающие при  гидролизе много

атомов простых углеводов. Полисахариды делят на гомополисахариды, которые

дают при гидролизе  один вид простых углеводов и  гетеросахариды, которые дают

при гидролизе  смесь простых углеводов и  их производных.

                        2. Свойства моносахаридов.                       

Моносахариды - бесцветные кристаллические вещества, хорошо рстворимые в

воде, плохо - в  спирте, нерастворимые в эфире. Моносахариды - основной

источник энергии  в организме человека.

Самый важный моносахарид - глюкоза. Название произошло от греческого -

glykys - сладкий.  Химическая формула - C6H12O6. Молекулы  глюкозы выполняют

роль биологического топлива в одном из важнейших  энергегетических процессов

в организме - в  процессе гликолиза. В пентозном  цикле глюкоза окисляется до

СО2  и воды, генерируя энергию для некоторых реакций. В природе встречается

D - глюкоза.

Глюкоза очень  легко окисляется оксидами и гидроксидами тяжелых металлов.

Полное окисление  глюкозы идет по уравнению:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6 H2O + 686 ккал.

Значительная  часть выделенной энергии аккумулируется в АТФ. Постоянный

источник глюкозы  в организме - гликоген. В растворах  глюкоза существует в

виде пяти таутомерных  форм - a- и b-глюкоприраноз с шестичленным кольцом, a-

и b-глюкофураноз с пятичленным кольцом, а также  в виде открытой формы со

свободной альдегидной  группой. a- и b-формы отличаются простраственным

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