Биологическая химия - [37]
Изучение промежуточного обмена различных веществ разбирается детально в соответствующих разделах учебника. Так, промежуточный обмен аминокислот рассматривается в главе "Обмен белков", моносахаридов — "Обмен углеводов" и т. д.
Вопросы для повторения
1. Какая существует взаимосвязь организма с внешней средой?
2. Дайте определение понятиям: ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм.
3. Что понимают под обменом веществ организма?
4. Что понимают под энергетическим балансом организма?
5. Какова потребность человека в энергии и отчего она зависит?
6. Что является основным источником энергии?
7. Как происходит освобождение энергии пищи в организме?
8. Дайте характеристику условных трех этапов освобождения энергии в организме в ходе обмена веществ?
9. Напишите формулу ацетил-КоА и укажите на его биологическое значение.
10. Каково биологическое значение цикла Кребса?
11. Что такое биологическое окисление и каково его значение?
12. Что такое окислительное фосфорилирование?
13. Что такое макроэргические соединения и какое они имеют значение?
14. Приведите примеры макроэргических соединений.
15. Напишите формулу АТФ и укажите ее значение.
16. Какими методами изучается энергетический баланс организма?
17. Что такое промежуточный обмен?
VI. Химия углеводов
Общая характеристика углеводов
Углеводы очень широко распространены в природе и особенно в растительном мире, где они составляют 70-80% из расчета на сухое вещество. В животном организме содержание углеводов значительно меньше, примерно около 2% веса тела. Однако для организма их значение очень велико. Об этом свидетельствуют важные и крайне разносторонние функции, которые выполняют углеводы:
1. энергетическая функция. Углеводы на 60% обеспечивают организм энергией. При окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 ккал энергии;
2. пластическая функция. Углеводы принимают участие в синтезе многих очень важных веществ для организма, таких, как нуклеопротеиды, липоиды, сложные ферменты^ мукополисахариды и т. д. В растениях углеводы выполняют в основном опорную функцию;
3. функция запасных питательных веществ. Углеводы обладают способностью откладываться в организме в виде гликогена, который расходуется по мере надобности. Депо гликогена являются в основном печень и мышцы. При полноценном питании в печени может содержаться до 10% гликогена от веса печени, в мышцах — до 2%. При неблагоприятных условиях, например при голодании, запасы гликогена истощаются и его количество может снизиться до 0,2%;
4. защитная функция. Вязкие секреты (слизи), выделяемые различными железами, богаты мукополисахаридами. Они предохраняют, стенки полых органов от механических повреждений, от проникновения патогенных бактерий и вирусов;
5. регуляторная функция. В пище всегда содержится значительное количество сложного углевода — клетчатки, грубая структура которого вызывает механическое раздражение желудка и кишечника, участвуя таким образом в акте перистальтики;
6. специфическая функция. Отдельные представители углеводов выполняют особые функции в организме, например, участвуют в проведении нервных импульсов, образовании антител, обеспечении специфичности групп крови, нормальной деятельности высшей нервной системы и т. д.
Углеводы принимают участие и в таком "космическом" процессе, как фотосинтез. В связи с этим важное Значение имеет обеспеченность организма необходимым количеством углеводов (суточная потребность в среднем составляет 400-450 г) в основном за счет продуктов питания.
Ниже приводится содержание углеводов в основных пищевых продуктах (в % от веса влажного продукта).
Элементарный состав и химическое строение углеводов
Углеводами называются органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Водород и кислород в углеводах находятся в основном в таком же соотношении, как и в молекуле воды: на 2 атома водорода приходится 1 атом кислорода. Поэтому эти соединения стали называть углеводами. К ним относятся: глюкоза [С>6H>12О>6→ C>6(H>2О)>6], рибоза [С>5Н>10О>5→ С>5(Н>2O)>5], сахароза [С>12Н>22O>11→ С>12(Н>2O)>11] и др. Однако среди углеводов имеются соединения, не отвечающие такому правилу, такие, как рамноза (С>6Н>12O>5). С другой стороны, среди органических веществ существуют такие, в молекулах которых водород и кислород находятся в том же отношении (2:1), но они не принадлежат к углеводам, например уксусная кислота [СН>4O>2→С>2(Н>2O)>2].
Таким образом, название "углеводы" не точно соответствует химической структуре веществ этого ряда. Поэтому международная комиссия дала углеводам новое название — "глюциды".
Однако термин "углеводы" так широко вошел в теорию и практику, что им продолжают пользоваться и в настоящее время.
По своему строению углеводы являются альдегидами и кетонами многоатомных спиртов, из которых они могут быть получены окислением первичной или вторичной спиртовой группы.
Из курса органической химии известно, что спирты представляют собой производные углеводородов, в молекуле которых имеются одна или несколько гидроксильных групп — ОН. По числу этих групп спирты бывают одно-, двух-, трехатомными и т. д.
