Metabolizarea biochimiei pe scurt. Biochimie, metabolismul carbohidraților: concept și semnificație. Formarea produselor finale fără azot

15.06.2019

GUŞĂ

Metabolizarea carbohidraților

Carbohidrați, clasificarea lor.
Carbohidrații sunt compuși organici care conțin grupe aldehidă sau ceto și derivate din alcooli polihidrici.
Termenul „carbohidrați” a fost propus în 1844. K. Schmidt, deoarece în acel moment, se credea că formula lor generală este: Cx (H2O) n - adică. carbon + apă. Cercetările ulterioare au arătat că nu este cazul. De exemplu: formula dezoxiriboză este C5H1oO4. Prin urmare, ulterior s-a propus să se numească această clasă de substanțe glicide. Carbohidrații sunt răspândiți în natură. La plante, compușii lor sunt de ~ 80%, în țesuturile animale numai ~ 2%. Pentru organismele animale, semnificația lor este mare.

Funcția carbohidraților.
- energie: în timpul oxidării Y, se eliberează energie, care este utilizată în reacțiile biochimice (cu descompunerea a 1 g de Y, se eliberează ~ 4,1% kcal).
- plastic: produsele metabolice ale U sunt surse pentru sinteza Zh, B, NK, AK.
- susținere: celuloza membranelor celulare vegetale formează țesuturile de susținere ale plantelor.
- protectoare: U participă la construcția membranelor celulare.

Clasificarea carbohidraților

Monozaharidele sunt derivați de alcooli polihidrici în care o grupare hidroxi (OH) este înlocuită cu o grupare carbonil C \u003d O- (aldehidă sau ceto). Dacă gruparea carbonilică se află la capătul lanțului, atunci monosacarida este o aldehidă și se numește aldoză, în orice altă poziție monosacharida este o cetonă și se numește cetoză.

Nomenclator: numele monosacharidelor sunt date, în funcție de numărul de atomi de C +, sfârșitul - oza. 3 din atomul C - triose, 4 - tetroză, 5 - pentoză, 6 - hexoză, 7 - heptoză etc.
Н2С - ОН Н2С - ОН Н С \u003d О
C \u003d O  NS - OH  NS¬¬¬¬¬ * - OH
Н2С - ОН Н2С - ОН СН2 ОН
dehidroxiacetona alcool trihidric gliceraldehidă
(ketotrioză) (glicerină) (aldotrioză).

Monosugarii au activitate optică și izomerie spațială.
N \u003d 2n, unde N este numărul de izomeri, n este numărul de atomi chirali.
Asa de în aldotrioză m. 2¬1 \u003d 2 izomeri.
- Dacă OH-gr. pentru ultimul atom chiral, C este în stânga, atunci acesta este rândul L, iar dacă în dreapta, atunci aceasta este monosacharida rândului D. Prezentăm D - gliceraldehidă.

, D-glucopiran
- Dacă soluția acestui compus roteste planul fasciculului polarizat spre dreapta, înseamnă "+", iar dacă spre stânga, atunci semnul "-". Direcția unghiului de rotație este imprevizibilă în avans: de exemplu, glk natural (+) și frk (-).
- Formule de monosacharide m. liniar și ciclic. Acestea se numesc formulele Fisher și respectiv Hewors.

În funcție de dacă OH-gr. Care dintre atomii de carbon este implicat în formarea unui hemiacetel, se pot forma inele cu cinci sau șase membri, care, prin analogie cu compușii organici, se numesc structuri de furanoză sau piranoză.
- În moleculele ciclice ale pentozelor și hexozelor, mai apar un atom chiral și o nouă pereche de izomeri (α- și β-forme). Dacă El este gr. pentru C1¬ este situat deasupra planului, atunci aceasta este forma β, iar dacă este sub plan, atunci aceasta este forma α.

Oligozaharidele sunt molecule complexe care conțin de la 2 până la 10 unități de monomer.
Există dizaharide, trisaharide etc.
Dizaharidele sunt molecule complexe care, atunci când sunt hidrolizate, se descompun în 2 molecule monosacharide.
Maltoza - constă din 2 molecule α-glucoză conectate prin 1-4 legături glicozidice
(maltoză)
α-D-glucopiranosil (14) α-D-glucopiranoză
Izomaltoza - constă din 2 molecule de α-D-glucoză, (16) legătură glicozidică
α-D-glucopiranosil (16) α-D-glucopiranoză
Celobioza - constă din 2 molecule de ß-glucoză conectate de 14 glici. comunicare
ß-celobioză (14)
Sucroza - constă din α-glucoză și β-fructoză legată de legături glicozidice 12
(Zaharoză)
α-D-glucopiranosil (12) ß-D-glucofuranozaranozidă

Trisacharide - raffinoză (fructoză + glucoză + galactoză)

Polizaharidele sunt glicide care conțin de la 10 la câteva mii de monomeri.
După structură, poliozele superioare sunt împărțite în următoarele grupuri:
I. Homopolizaharide constând din reziduurile oricărei monosacharide:
a) din resturile de glucoză - amidon, glicogen, dextran, celuloză, etc .;
b) din resturile de mannoză, galactoză, xiloză, L-arabinoză - mananane, galactani, xilani, arabi;
c) din reziduurile de acid galacturonic - substanțe de pectină;
d) din reziduurile de glucozamină - chitină de insecte și ciuperci
II. Heteropolizaharide, constând din reziduuri de diferite monosacharide și derivații acestora:
a) hemiceluloza (în sânge);
b) gingii, mucus;
c) mucopolizaharide sau proteinoglicani (liberi și asociați cu proteine, de exemplu, în glicoproteine: heparină, sulfat de condroitină, substanțe din grupa sanguină).
Conform funcțiilor biologice, poliozele superioare sunt împărțite în următoarele grupuri:
I. Polizaharide structurale care joacă un rol de sprijin în organismele vegetale și animale: substanțele de celuloză și pectină ale plantelor, chitina insectelor și ciupercilor.
P. Polizaharidele de rezervă, care sunt o sursă de energie pentru organismele vii: amidon, glicogen, inulină.

Amidon n; Dl 105 - 107 D. Aceasta este o homopolizaharidă de rezervă, constă din 2 homopolizaharide; amiloza este o formă liniară, iar amilopectina este o formă ramificată. Fracție de amiloză ~ 10-30%, sodiu. până la 1 mii de reziduuri GLK. în amilopectină (ponderea sa în amidon este ~ 90-70%) glucoză. reziduurile sunt de 20-30 de ori mai mult. Resturile de glic din regiunile amilozice și liniare ale amilopectinei sunt legate prin 1-4 legături glicozidice; în () ramificare 1-6 printr-o legătură glicozidică.

Amilopectină amiloză
Glicogenul este principala rezervă energetică a oamenilor și animalelor. Este deosebit de abundent în ficat (până la 10%) și mușchi (până la 4% din masa uscată). De asemenea, constă din amilopectină, numai molecula este mai compactă, deoarece are o structură mai ramificată. n - formula este aceeași ca pentru amidon. Domnul 105 - 108 DA
În timpul hidrolizei acide, amidonul și glicogenul se descompun mai întâi în dextrine, apoi în dizaharide - maltoză și izomaltoză, apoi în două GLA.
Celuloza (fibră) este un polizaharid structural de origine vegetală, constând din reziduuri de ß-D - glucopirană legate de 1-4 legături glicolizidice. Dl \u003d 1-2 mil. Da. Nu este digerat la oameni și animale; de cand enzima ß-glucozidaza este absentă. În prezența unei cantități optime de celuloză în alimente, se formează fecale.

Metabolizarea carbohidraților
Este format din
1) împărțirea polizaharidelor din tractul gastro-intestinal în monosacharide, care sunt absorbite din intestin în sânge;
2) sinteza și descompunerea glicogenului în țesuturi;
3) defalcarea anaerobă și aerobă a glc;
4) interconversia hexozelor;
5) metabolismul aerob al PVC-ului;
6) gluconeogeneza - sinteza de glc din componente nehidratate - PVC, lactat de glicerol, AA și alte surse.
Principalul metabolit în metabolismul glucidelor este glucoza.
Sursele sale: 1) carbohidrați alimentari
2) glicogen
3) PVC, AK, glitter etc.

Digestia carbohidraților (amidon).

1. cavitatea bucală. Saliva conține f-t amilază α, ß, γ (diferă în produsele finale ale acțiunii lor enzimatice).
α-amilază este o endoamilază care acționează pe 1-4 legături interne ale poliselor.
ß- și γ-amilaze sunt exoamilaze - clivează legăturile terminale 14
ß - amiloza - dizaharid maltoză;
γ amilază - reziduuri terminale una câte una de glc.
Amilaza salivei este reprezentată doar de α-amilază, prin urmare, rezultatul acțiunii sale este fragmentele mari de glicogen și amidon - dextrine și o cantitate mică de maltoză.
2. stomac. În stomac intră mai multe alimente, mai mult sau mai puțin umezite cu salivă. Ca urmare a mediului acid al stomacului (pH 1,5 - 2,5), α-amilaza salivară este inactivată. În straturile adânci ale lotului alimentar, acțiunea amilazei continuă și polizaharidele sunt împărțite pentru a forma dextrine și maltoză. În stomacul în sine nu există nicio scădere; nu există enzime specifice.
3. Etapa principală a clivajului Y apare în duoden 12.
Α-amilaza pancreatică (pH-7) este eliberată în lumenul intestinal. Amilaza pancreatică scindează doar 1-4 legături glicozidice. Dar, după cum știți, molecula de glicogen este ramificată. În punctele de ramură 1-6 legături glicozidice, este afectat de f-you specific: (glucoză) oligo-1,6-glucozidaza și (amidon) amilo-1,6-glucozidaza. În intestin, sub acțiunea acestor 3 f-tov, Y se descompun la dizaharide (maltoză etc.). Aceste enzime nu afectează legăturile din dizaharide. În aceste scopuri, intestinele au propriile enzime: numele lor sunt rădăcina disacharidei + aza: maltaza, sucraza etc. Ca urmare a efectului total al acestor E, se formează un amestec de monosacharide - glc, galactoză, fructoză. Cea mai mare parte este glucoza.

4. Absorbția glc apare datorită transportului activ cu Na +. Glc + Na + formează un complex care intră în celulă, aici complexul se descompune, Na + este excretat. Alte monosacharide sunt absorbite în mod difuz (adică de-a lungul unui gradient de concentrație). Glc provenind din lumenul intestinal în cea mai mare parte (\u003e 50%) cu venă portală sângele intră în ficat, restul glcului este transportat prin fluxul sanguin general către alte țesuturi. Concentrația de glucoză din sânge este menținută în mod normal la un nivel constant și este de 3,33 - 5,55 μmol / l, ceea ce corespunde la 80-100 mg la 100 ml. sânge. Transportul de glc în celule are caracterul de difuziune facilitată, dar în multe celule este reglat de insulina hormonului pancreatic (excepția este creierul și ficatul - aici conținutul de glc este direct proporțional cu concentrația de glc din sânge). Acțiunea insulinei duce la mișcarea proteinelor purtătoare de la citosol la membrana plasmatică. Apoi, cu ajutorul acestor proteine, glc este transportat în celulă prin grindină. concentraţie. Insulina astfel crește permeabilitatea membranei celulare pentru GLA.

Influența insulinei asupra mișcării transportatorilor de glucoză de la citoplasmă la membrana plasmatică.
1 - legarea insulinei la receptor; 2 - secțiunea receptorului de insulină orientat spre interiorul celulei stimulează mișcarea transportorilor de glucoză. 3,4-transportatori în compoziția veziculelor care le conțin se deplasează către membrana plasmatică a celulei, sunt incluși în compoziția sa și transferă glucoza în celulă.
.

Include catabolismul (descompunerea carbohidraților din alimente și eliberarea de energie) și anabolismul (sinteza carbohidraților cu cheltuielile de energie). Catabolismul HC include 3 etape:

Etapa 1 : carbohidrați alimentari (necesarul zilnic de 400-500g, cel mai mare, deoarece glucoza este principala sursă de energie) este defalcat în monosacharide: glucoză, galactoză și fructoză (la monomeri). Clivajul extracelular apare la nivelul tractului digestiv.

Etapa 2 : degradarea intracelulară a glucozei are loc în timpul glicolizei cu
formarea de PVC.

Etapa 3 : ODPVK, CTK și CPE - intramitochondrial.

Glucoza este descompusă în PPP (calea fosfatului pentoză) - descompunere directă a glucozei

- nu se eliberează energie, funcția nu este energetică.

Funcțiile carbohidraților.

energic
receptor
de protecţie
plastic

Digestia și absorbția carbohidraților.

Doar o mică parte din carbohidrați alimentari din plante este disponibilă pentru nutriția umană, din cauza lipsei enzimelor adecvate. Hemicelulozele, celulozele, xilanele, pectinele etc. nu sunt digerate, însă au o funcție biochimică și o semnificație fiziologică. Unii pentosani sunt hidrolizați și transformați prin enzime ale microflorei intestinului gros cu formarea de CO 2; Cu 2 H 5 OH și acizi organici, care stimulează peristaltismul. În plus, pectinele vegetale și celulozele au proprietăți active pentru sorbație și sunt capabile să elimine diferite toxine din organism.

Carbohidrații principali din alimentele vegetale și animale sunt amidonul și respectiv glicogenul. Amidonul este un amestec de două fracții de polizaharide: amiloza neramificată și amilopectina ramificată.

În lanțurile drepte de amidon, reziduurile de glucoză sunt interconectate de legături de glucoză a-1,4-glicozide (enzimă a-amilaza).

În punctele de ramificare, legătura este 1,6 - pentru hidroliză, care necesită enzime speciale. Glicogenul are o greutate moleculară mai mare decât amidonul și este mult mai ramificat. (Aceleasi enzime sunt implicate in hidroliza sa). Hidroliza acestor polizaharide începe în cavitatea bucală sub acțiunea amilazei salivare. Semnificația acestui proces este în mare măsură neclară, multe mamifere nu posedă această proprietate.

Procesele de clivare a glicogenului și amidonului sub acțiunea a-amilazei pancreatice au o importanță primară.

a-amilaza are o cerință absolută pentru ionii C1. Este stabilizat de cationi Ca, are un pH optim de ~ 7,1.

Enzima este o polipeptidă cu un singur lanț la care este atașat un oligozaharid.

Produsele de hidroliză ale glicogenului și amidonului sunt un amestec de oligozaharide, iar produsul final este maltoză.

Procesul de hidroliză a dizaharidelor alimentare are loc în segmentul distal al duodenului și apare nu în lumen, ci în celulele mucoasei. Enzime esențiale:

- maltaza

- izomaltaza

- sucrase

- lactază.

S-a descoperit că izomaltaza este capabilă să hidrolizeze legături a-1,6-glicozide-fructozide, un exemplu de compus este palatinoza; sucraza este de asemenea capabilă să hidrolizeze a-1,6-

legături glicozidice. Epiteliul celular conține trei enzime diferite cu (3-galactazidă activitate. Enzime: p-galaxidază (pH ~ 4,5)), heterogalactosidaza, lactază adevărată.

Absorbția carbohidraților din intestin.

Natura chimică a monosacharidelor, precum și forma lor structurală diferită (lanț deschis, ciclu piranoză sau furanoză), au un impact asupra vitezei de absorbție. Galactoza\u003e glucoza\u003e fructoza\u003e manoza\u003e xiloza\u003e arabinoza.

Pentru cele din urmă monosacharide, absorbția are natura difuziunii facilitate; pentru galacto- și glucopirană, acesta este un transport activ, în timp ce absorbția poate merge împotriva unui gradient de zece ori. Există vectori specifici pentru acest proces. Un rol important revine ATES-Na-și K-dependenți de ATP.

Metabolizarea glucozei.

Concentrația de glucoză din sângele uman este păstrată aproape de 5 mmol / L. În timp ce în citoplasma majorității celulelor, concentrația de glucoză este foarte mică. Intrarea sa în celulă se realizează în direcția căderii gradientului de concentrație. Aceasta nu este o difuzie pasivă, ci un proces facilitat, a cărui natură a fost puțin studiată. Toate țesuturile au cerințe minime pentru glucoză, dar în unele dintre ele, de exemplu, în celulele creierului și eritrocitelor, aceste cerințe sunt foarte semnificative.

Glicoliza (proces dicotomic).

Aceasta este calea principală de utilizare a glucozei care apare în toate celulele. Glicoliza este o secvență de 10 reacții enzimatice ca urmare a cărora se formează 2 molecule de piruvat din glucoză cu generarea simultană (substrat) de ATP. În organismele aerobe, glicoliza este precedată de ODGTVA, CTK și CPE. Această glicoliză se numește aerobă.

În condiții anaerobe, de exemplu, cu contracție musculară, piruvatul este redus la lactat - aceasta este așa-numita glicoliză anaerobă.

Semnificația biomedicală a reacțiilor enzimatice ale glicolizei.

principala cale metabolică a glucozei, precum și fructoza și galactoza în acest scop
generarea rapidă și ulterioară de energie.
glicoliza este o cale de formare a blocurilor de construcție pentru biosinteza mai mare
acizii grași, unii aminoacizi și alți compuși.
capacitatea de a forma ATP în condiții anaerobe, de exemplu intensiv
mușchii de lucru sau înfometarea cu oxigen (în mușchiul inimii
posibilitățile glicolizei sunt limitate deoarece condițiile aerobe
pur și simplu necesar pentru celulele miocardice - deficiență (^ duce la ischemie).

Sunt cunoscute bolile asociate cu afectarea activității enzimelor în glicoliză,

de exemplu, o inhibare ușoară a piruvat kinazei provoacă hemolitic

În celulele canceroase în creștere rapidă, activitatea glicolizei este ridicată, există un exces

piruvat și lactat - pH-ul în citoplasmă crește.

Secvența reacțiilor glicolizei este aceeași la microbi, plante, animale și

uman.

Reacția totală și randamentul energetic în timpul glicolizei.

Glucoză + 2ADP + 2 Pi + 2 NAD * à 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H + + 2 H 2 O. Cu fosforilarea substratului, randamentul total al energiei glicolizei este de 2 molecule ATP pe 1 mol de glucoză, iar în aceste reacții 2 Molecule NADH per 1 moleculă de glucoză, care în matricea mitocondrială în reacție

fosforilarea oxidativă poate da 6 molecule de ATP. Reacțiile de glicoliză apar în citoplasmă, iar fosforilarea oxidativă în mitocondrii. Protonii de hidrogen nu sunt capabili să pătrundă în membrana mitocondrială și au nevoie de un purtător special. Există 2 tipuri de mecanism de transfer de proton de hidrogen:

malat-aspartat, în care nu există pierderi de ATP; (8ATF).
glicerofosfat - 2 molecule de ATP (6ATP) se pierd.

Tulburările glicolizei în eritrocite determină modificarea transportului O2. Glicoliza în

eritrocite și transport de O 2 între ele.

Eritrocitele sunt caracterizate printr-o concentrație ridicată de 2,3 - bisfosfoglicrat \u003d 4

mmol * l, în timp ce concentrația sa în alte celule este scăzută.

Prezența și nivelul crescut de 2,3 - BPG în eritrocite promovează disocierea

O2, de la oxigen și transferul acestuia la țesut.

GOU VPO UGMA Roszdrav

departamentul de Biochimie

sunt de acord

Cap departament prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

_____''_____________ 2007

LECTURA Nr.7

Subiect: Digestia și absorbția carbohidraților. Metabolizarea glicogenului

Facultăți: medical și preventiv, medical și preventiv, pediatric.

Carbohidrați Sunt alcooli polihidrici care conțin o grupare oxo.

După numărul de monomeri, toți carbohidrații sunt împărțiți în: mono-, di-, oligo- și polizaharide.

Monozaharidele după poziția grupului oxo sunt împărțite prin aldoze și ceteto.

După numărul de atomi de carbon, monosacharidele sunt împărțite în triose, tetroze, pentoze, hexoze etc.

Funcțiile carbohidraților

monozaharide - carbohidrați care nu sunt hidrolizați în carbohidrați mai simpli.

monozaharide:

· Efectuați o funcție energetică (formarea ATP).

· Faceți o funcție plastică (participați la formarea di-, oligo-, polizaharide, aminoacizi, lipide, nucleotide).

· Efectuați o funcție de detoxifiere (derivații de glucoză, glucuronide, sunt implicați în detoxifierea metaboliților toxici și xenobiotice).

· Sunt fragmente de glicolipide (cerebroside).

dizaharide - carbohidrați, care sunt hidrolizați în 2 monosacharide. La om, se formează doar 1 dizaharid - lactoză. Lactoza este sintetizată în timpul lactației în glandele mamare și se găsește în lapte. Aceasta:

· Este o sursă de glucoză și galactoză pentru nou-născuți;

· Participă la formarea microflorei normale la nou-născuți.

oligozaharidele - carbohidrați, care sunt hidrolizați în 3-10 monosacharide.

Oligozaharidele sunt fragmente de glicoproteine \u200b\u200b(enzime, proteine \u200b\u200bde transport, proteine \u200b\u200bale receptorilor, hormoni), glicolipide (globozide, gangliozide). Ele formează un glicocalix pe suprafața celulei.

polizaharidele - carbohidrați care sunt hidrolizați în 10 sau mai multe monosacharide. Homopolizaharidele îndeplinesc o funcție de stocare (glicogenul este o formă de stocare a glucozei). Heteropolizaharidele (GAGs) sunt o componentă structurală a substanței intercelulare (sulfat de condroitină, acid hialuronic), participă la proliferarea și diferențierea celulelor și previn coagularea sângelui (heparină).

Carbohidrați alimentari, norme și principii de raționare a necesităților lor nutritive zilnice. Rolul biologic. Mâncarea umană conține în principal polizaharide - amidon, celuloză din plante, în cantități mai mici - glicogen animal. Plantele sunt sursa de zaharoză, în special sfecla de zahăr și trestia de zahăr. Lactoza provine din laptele de mamifer (în laptele de vacă până la 5% lactoză, în laptele uman - până la 8%). Fructele, mierea, sucurile conțin cantități mici de glucoză și fructoză. Maltoza se găsește în malț și bere.

Carbohidrații alimentari sunt în principal o sursă de monosacharide pentru organismul uman, în principal glucoză. Unele polizaharide: celuloză, substanțe de pectină, dextrani, practic nu sunt digerate la om, funcționează ca un sorbent în tractul digestiv (elimină colesterolul, acizii biliari, toxinele etc.), sunt necesare pentru a stimula motilitatea intestinală și formarea microflorei normale.

Carbohidrații sunt o componentă esențială a alimentelor, ele constituie 75% din masa dietei și furnizează peste 50% din caloriile necesare. La un adult, necesarul zilnic de carbohidrați este de 400 g / zi, pentru celuloză și pectină până la 10-15 g / zi. Este recomandat să mănânci polizaharide mai complexe și mai puțin monosacharide.

Digestia carbohidraților

Digestie este procesul de hidroliză a substanțelor la formele lor asimilabile. Digestia se întâmplă: 1). Intracelulare (în lizozomi); 2). Extracelular (în tractul gastro-intestinal): a). cavitate (îndepărtată); b). parietal (de contact).

Digestia carbohidraților în gură (cavitate)

În cavitatea bucală, mâncarea este zdrobită prin mestecare și umezită cu salivă. Saliva este 99% apă și are de obicei un pH de 6,8. Endoglicozidaza este prezentă în salivă α-amilază (α-1,4-glicozidază), împărțirea legăturilor interne α-1,4-glicozidice în amidon cu formarea de fragmente mari - dextrine și o cantitate mică de maltoză și izomaltoză. Necesită Clion.

Digestia carbohidraților în stomac (cavitate)

Acțiunea amilazei salivare se oprește într-un mediu acid (pH<4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка активность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Digestia de carbohidrați în intestinul subțire (cavitate și parietal)

În duoden, conținutul acid al stomacului este neutralizat de sucul pancreatic (pH 7,5-8,0 din cauza bicarbonatelor). Cu suc pancreatic, intră în intestine α-amilază pancreatică ... Această endoglicozidază hidrolizează legături interne α-1,4-glicozidice în amidon și dextrine pentru a forma maltoză (2 reziduuri de glucoză legate printr-o legătură α-1,4-glicozidică), izomaltoză (2 reziduuri de glucoză legate printr-o legătură α-1,6-glicozidică ) și oligozaharide care conțin 3-8 reziduuri de glucoză legate de legături α-1,4- și α-1,6-glicozidice.

Digestia maltozei, izomaltozei și oligozaharidelor are loc sub acțiunea unor enzime specifice - exoglicozidele, care formează complexe enzimatice. Aceste complexe sunt situate pe suprafața celulelor epiteliale ale intestinului subțire și efectuează digestia parietală.

Complexul de izomaltaza de zahăr este format din 2 peptide, are o structură de domeniu. Peptida citoplasmică, transmembranară, este formată din prima peptidă (fixează complexul pe membrana enterocitelor) și leagă domeniile și subunitatea izomaltazei. Dintre a doua, subunitatea sucrase. Subunitate de zahăr hidrolizează legături α-1,2-glicozidice în zaharoză, subunitate de izomaltaza - legături α-1,6-glicozidice în izomaltoză, α-1,4-legături glicozidice în maltoză și maltotrioză. Există o mulțime de complexe în jejun, mai puțin în părțile proximale și distale ale intestinului.

Complexul glicamilazei , conține două subunități catalitice cu ușoare diferențe de specificitate a substratului. Hidrolizează legături α-1,4-glicozidice în oligozaharide (de la capătul reducător) și în maltoză. Cea mai mare activitate este în părțile inferioare ale intestinului subțire.

Complexul β-glicozidază (lactază) glicoproteină, hidrolizează legături β-1,4-glicozidice în lactoză. Activitatea lactazei depinde de vârstă. La făt, acesta este crescut mai ales în stadiile târzii ale sarcinii și rămâne la un nivel ridicat până la vârsta de 5-7 ani. Apoi, activitatea lactazei scade, constituind 10% din nivelul de activitate tipic copiilor la adulți. trehalozică complex glicozidaza, hidrolizează legături α-1,1-glicozidice între glucoză în trehaloză - un dizaharid de ciuperci Digestia carbohidraților se încheie cu formarea de monosacharide - în principal se formează glucoză, mai puțin fructoză și galactoză, cu atât mai puțin - manoză, xiloză și arabinoză. Absorbția carbohidraților Monozaharidele sunt absorbite de celulele epiteliale ale jejunului și ileonului. Transportul monosacharidelor în celulele mucoasei intestinale se poate realiza prin difuzie (riboză, xiloză, arabinoză), facilitarea difuziei cu ajutorul proteinelor purtătoare (fructoză, galactoză, glucoză) și prin transport secundar activ (galactoză, glucoză). Transportul secundar activ de galactoză și glucoză de la lumenul intestinal la enterocit se realizează prin simptom cu Na +. Prin proteina purtătoare, Na + se deplasează de-a lungul gradientului său de concentrație și transportă carbohidrați cu ea împotriva gradientului lor de concentrație. Gradientul de concentrație de Na + este creat de Na + / K + -ATPase.

La o concentrație scăzută de glucoză în lumenul intestinal, acesta este transportat în enterocit doar prin transport activ, la o concentrație ridicată - prin transport activ și difuzie facilitată. Rata de absorbție: galactoză\u003e glucoză\u003e fructoză\u003e alte monosacharide. Monozaharidele sunt eliberate din enterocite către capilarele sanguine prin facilitarea difuziei prin proteinele purtătoare.

Digestia deteriorată și absorbția carbohidraților

Digestia și absorbția insuficientă a alimentelor digerate se numesc sindrom de malabsorbție ... Există două tipuri de cauze ale malabsorbției carbohidraților:

1). Defecte ereditare și dobândite în enzime implicate în digestie ... Sunt cunoscute defectele ereditare ale lactazei, a-amilazei, complexului zaharoză-izomaltazei. Fără tratament, aceste patologii sunt însoțite de disbioză cronică și de dezvoltare fizică afectată a copilului.

Tulburările digestive dobândite pot fi observate în bolile intestinale, cum ar fi gastrita, colita, enterita, după operația pe tractul gastro-intestinal.

Deficitul de lactază la adulți poate fi asociat cu o scădere a expresiei genei lactază, care se manifestă prin intoleranță la lapte - se observă vărsături, diaree, crampe abdominale și dureri, flatulență. Frecvența acestei patologii în Europa este de 7-12%, în China - 80%, în Africa - până la 97%.

2). Absorbția deteriorată a monosacaridelor din intestin.

Malabsorbția poate rezulta dintr-un defect al oricărei componente implicate în transportul monosacharidelor pe membrană. Sunt descrise patologiile asociate cu un defect al proteinei transportoare a glucozei dependente de sodiu.

Sindromul de malabsorbție este însoțit de diaree osmotică, peristaltism crescut, spasme, durere și flatulență. Diareea este cauzată de dizaharide necuvenite sau monosacharide neabsorbite în intestinul distal, precum și de acizi organici formați de microorganisme în timpul descompunerii incomplete a carbohidraților.

În funcție de structură, carbohidrații sunt împărțiți în monosacharide, oligozaharide și polizaharide.

Monosacharide (carbohidrați simpli)

Cei mai simpli reprezentanți ai carbohidraților nu sunt degradate prin hidroliză. Pentru oameni, cele mai importante sunt glucoza, fructoza și galactoza.

Oligozaharidele.

Compuși mai complexi construiți din mai multe reziduuri de monosacharide. Ele sunt împărțite în dizaharide, trisaharide, etc. Cele mai importante dizaharide pentru om sunt zaharoza, maltoza și lactoza.

Polizaharidele.

Compuși-polimeri cu greutate moleculară mare formate dintr-un număr mare de reziduuri de monosacharide. Polizaharidele sunt împărțite în digestibile și nedigerabile. Primul subgrup include amidonul și glicogenul, al doilea - diferiți compuși, dintre care substanțele celuloză (fibre), hemiceluloză și pectină sunt cele mai importante pentru om.

Oligo - și polizaharidele sunt numite colectiv carbohidrați complexi. Când sunt digerați, carbohidrații complecși sunt defalcați în carbohidrați simpli, în principal glucoză și fructoză. Mono- și dizaharidele au un gust dulce, motiv pentru care se mai numesc și zaharuri. Polizaharidele nu au gust dulce. Dulceața zaharurilor variază. Dacă dulceața zaharozei (zahăr obișnuit) este luată ca 100%, atunci dulceața altor zaharuri va fi: fructoză - 173%, glucoză - 81%, maltoză și galactoză - 32% și lactoză - 16%.

Glucoză.

Acesta este absorbit în tractul gastrointestinal și intră în fluxul sanguin, apoi în celulele diferitelor organe și țesuturi, unde este implicat în metabolismul energetic. În acest caz, o cantitate semnificativă de ATP (adenozin trifosfat)- o substanță cu energie mare care este utilizată de organism pentru diferite funcții fiziologice, inclusiv contracția musculară. Glucoza este cea mai ușor sursă de energie pentru oameni. Rolul glicemiei este deosebit de important pentru funcționarea normală a sistemului nervos central. Glucoza joacă un rol extrem de important în producția de insulină - principalul hormon anabolic și anti-catabolic din corpul uman. Ca și hormonul de creștere (somatotropină), insulina crește rata la care aminoacizii sunt absorbiți în celulele musculare, rezultând un echilibru pozitiv de azot și creșterea musculară. Glucoza servește drept precursorul direct al glicogenului (în principal al mușchilor) - carbohidratul de depozitare al organismului. În același timp, este ușor transformat în trigliceride, iar acest proces este îmbunătățit în special cu un aport în exces de glucoză din alimente.

Fructoză.

La fel ca glucoza, servește ca sursă de energie utilizată rapid. O parte din fructoza din ficat este transformată în glucoză, care este apoi utilizată pentru a restabili depozitele glicogenului hepatic. Metabolizarea restului fructozei este diferită de cea a glucozei. Enzimele implicate în transformarea fructozei nu necesită insulină pentru activitatea lor. Această circumstanță, precum și absorbția semnificativ mai lentă a fructozei (în comparație cu glucoza), explică toleranța mai bună la fructoză la pacienții cu diabet zaharat. Fructoza îmbunătățește activitatea biologică a leucinei (un aminoacid cu catenă ramificată), precum și alți alți aminoacizi necesari pentru sinteza proteinelor musculare. În plus, fructoza crește absorbția glucozei și a altor nutrienți.

Suplimente alimentare care conțin fructoză:

Zaharoză (zahăr comun).Este defalcat în glucoză și fructoză. Ca și glucoza, zaharoza este ușor transformată în trigliceride (acizi grași), ceea ce contribuie la formarea grăsimilor semnificative ale corpului. Zaharoza NU ESTE UTILIZATĂ în suplimente alimentare.

Maltoză (zahăr malț).Cu ajutorul unei enzime speciale, maltoza este descompusă în tractul gastro-intestinal la două reziduuri de glucoză.

Lactoza (zahăr din lapte).Este principalul carbohidrat din lapte și produse lactate. Este descompus în tractul gastro-intestinal sub influența enzimei lactază. Deficiența acestei enzime pare să stea la intoleranța la lapte.

Maltodextrină.Este un produs intermediar de descompunere a amidonului. Constă într-un amestec de maltoză și dextrine (polimeri cu glucoză cu lanț mediu). Are o rată de descompunere relativ scăzută, oferind astfel un aport lung și uniform de glucoză.

Suplimente alimentare care conțin maltodextrină:

Tabelul 5. Influența diferitelor carbohidrați asupra sintezei componentelor structurale ale corpului.

În suplimentele alimentare, cea mai eficientă este utilizarea așa-numitelor complexcarbohidrați, adică o combinație de polimeri de glucoză (în principal maltodextrină), glucoză și miccantitatea de fructoză. Acest raport asigură curgerea glucidelor ușor și lent digerabile în intestine și absorbția uniformă a carbohidraților. Consumul de cantități semnificative de carbohidrați simpli (în special glucoză) provoacă hiperglicemie (o creștere bruscă a nivelului de zahăr din sânge), ceea ce duce la iritarea aparatului insular al pancreasului și la o eliberare bruscă a hormonului în sânge. Iar aportul sistematic al unei cantități excesive de carbohidrați ușor digerabili în organism poate provoca epuizarea aparatului insular și dezvoltarea diabetului zaharat. În plus, cantitățile semnificative primite de carbohidrați simpli nu pot rămâne complet sub formă de glicogen, iar excesul lor este transformat în trigliceride, contribuind la dezvoltarea crescută a țesutului adipos. Conținutul crescut de insulină din sânge ajută la accelerarea acestui proces, deoarece în acest caz, insulina are un efect stimulator puternic asupra sintezei grăsimilor.

Carbohidrații furnizați cu alimente sunt transformați în glicogen, care este depus în țesuturi și formează un depozit de carbohidrați, din care, dacă este necesar, organismul „atrage” glucoza, care este utilizată pentru a furniza energie pentru diferite funcții fiziologice. În acest sens, glicogenul joacă un rol important în reglarea nivelului de zahăr din sânge. Principalele organe în care sunt depuse cantități semnificative de glicogen sunt ficatul și mușchiul scheletului. Cantitatea totală de glicogen și corpul este mică și este de aproximativ 500 r,din care 1/3 este localizat în ficat, iar restul 2/3 în mușchii scheletici. Dacă carbohidrații nu sunt alimentați cu alimente, depozitele de glicogen sunt complet epuizate după 12-18 ore . Mai mult, cercetările arată că glicogenul muscular poate fi epuizat complet după 15-30 de minute de antrenament de rezistență intensă.

Pentru a vă recupera complet dintr-un antrenament intens, este necesar să reumpleți depozitele de glicogen din ficat și mușchi. Resinteza glicogenă este un proces destul de lent (doar 5% pe oră), care durează aproximativ 20 de ore și necesită o mulțime de carbohidrați. O excepție sunt primele 2 ore de antrenament (așa-numita fereastră proteină-carbohidrați), timp în care rata de recuperare crește până la 7-8%.

Reguli pentru a lua carbohidrați.

1. Mănâncă mese mici, bogate în carbohidrați pe tot parcursul zilei. Studiile științifice arată că o dietă bogată în carbohidrați crește depozitele de glicogen din ficat și mușchi cu 45% în comparație cu o dietă obișnuită.

2. Luați un amestec proteic-carbohidrați care conține carbohidrați complecși cu 1-2 ore înainte de antrenament. Acest lucru vă va crește glicogenul și depozitele de aminoacizi înainte de antrenament.

3. Consumați alimente energetice (5-10% carbohidrați) în timpul antrenamentului, în proporție de 0,5-1 litri la 1 oră de antrenament. Aceasta va crește eficiența în antrenament cu 30-35% și va reduce semnificativ catabolismul muscular - descompunerea proteinelor și utilizarea acesteia pentru nevoile energetice.

4. Luați un amestec proteic-carbohidrați care conține carbohidrați complexe imediat după antrenament. Acest lucru va maximiza reumplerea depozitelor de glicogen epuizate în timpul antrenamentului și va accelera recuperarea musculară.

Masa6. Necesitatea zilnică de carbohidrați (în grame), în funcție de greutatea corporală și de durata antrenamentului.

Bloc de închiriere

Carbohidrații sunt aldehide sau cetone de alcooli polihidrici sau derivații acestora.

Carbohidrații sunt clasificați în:

1.monosacharide - nu suferiți hidroliză:

Triose (gliceraldehidă, dioxiacetonă);

Tetroze (eritroza);

Pentoza (riboza, dezoxiriboza, ribuloza, xiluloza);

Hexoze (glucoză, fructoză, galactoză).

2. oligozaharide - constau din 2–12 monosacharide conectate prin legături glicozidice (maltoză - 2 glucoză, lactoză - galactoză și glucoză, zaharoză - glucoză și fructoză);

3.polysaccharides:

Homopolizaharide (amidon, glicogen, fibre);

Heteropolizaharide (acid sialic, acid neuraminic, acid hialuronic, acid condroitinsulfuric, heparină).

Carbohidrații fac parte din celulele animale (până la 2%) și din plante (până la 80%).

Rolul biologic:

1. energic. Carbohidrații reprezintă aproximativ 70% din toate caloriile. Necesarul zilnic pentru un adult este de 400-500 g. Când 1 g de carbohidrați sunt oxidați în apă și dioxid de carbon, 4,1 kcal de energie sunt eliberate;

2. structural. Carbohidrații sunt folosiți ca material plastic pentru formarea componentelor structurale și funcționale ale celulelor. Acestea includ pilozele acizilor nucleici, carbohidrații glicoproteinelor, heteropolizaharidele substanței intercelulare;

3. copie de rezervă. Poate fi depozitat în ficat, mușchi sub formă de glicogen;

4. protectoare. Glicoproteinele sunt implicate în formarea anticorpilor. Heteropolizaharidele sunt implicate în formarea secrețiilor vâscoase (mucus) care acoperă membranele mucoase ale tractului gastrointestinal, ale căilor respiratorii și ale căilor urinare. Acidul hialuronic joacă rolul unei substanțe cimentare a țesutului conjunctiv, împiedicând pătrunderea corpurilor străine;

5. de reglementare. Unii hormoni sunt glicoproteinele (glanda pituitară, glanda tiroidă);

6. participă la procesele de recunoaștere a celulelor (acizi sialici și neuraminici);

7. determină grupa sanguină, făcând parte din membranele eritrocitelor;

8. Participă la procesele de coagulare a sângelui, făcând parte din glicoproteine \u200b\u200bdin sânge, fibrinogen și protrombină. De asemenea, previne coagularea sângelui, făcând parte din heparină.

Principala sursă de carbohidrați pentru organism sunt carbohidrații alimentari, în principal amidon, zaharoză și lactoză.

Amidonul este un amestec de două homopolizaharide: liniară (amiloză de la 10% la 30%) și ramificată (amilopectină de la 70% la 90%). Amidonul este conținut în principalele produse alimentare: cartofi până la 10%, cereale - 70-80%.

Reziduurile de glucoză sunt conectate în lanțuri de amiloză și amilopectină liniară folosind legături-1,4-glicozidice, iar în punctele de ramificare ale amilopectinei - folosind legături -1,6-glicozidice.

Amidonul, care intră în cavitatea orală cu alimente, după prelucrarea mecanică va fi supus hidrolizei cu ajutorul -amilazei salivare. Această enzimă este o endoamilază care scindează legăturile β-1,4-glicozidice. PH-ul optim al enzimei este într-un mediu ușor alcalin (pH \u003d 7-8). Întrucât mâncarea nu se află în cavitatea bucală mult timp, amidonul suferă doar hidroliză parțială pentru a forma amilodextrine.

Mâncarea merge apoi la stomac. Mucoasa gastrică nu produce glicozidoze (enzime care descompun carbohidrații). În stomac, mediul este puternic acid (pH \u003d 1,2-2,5), astfel că acțiunea salivei -amilazei se oprește, dar în straturile mai adânci ale măcelului alimentar, unde sucul gastric nu pătrunde imediat, acțiunea enzimei salive continuă și amidonul are timp să treacă prin stadiul de hidroliză - eritrodextrine.

Intestinul subțire este principalul loc de digestie pentru amidon. Aici au loc cele mai importante etape ale hidrolizei amidonului. În duoden, unde se deschide canalul pancreatic, sub acțiunea enzimelor pancreatice (β-amilaza, amilo-1,6-glicozidaza și oligo-1,6-glicozidaza), amidonul va fi hidrolizat. Sucul de pancreas secretat conține bicarbonate, care sunt implicate în neutralizarea conținutului gastric acid. Dioxidul de carbon rezultat favorizează amestecarea lotului alimentar, se creează un mediu slab alcalin (pH \u003d 8-9). Cationii de sodiu și potasiu rezultate promovează activarea hidrolazelor pancreatice (amfa-amilază, amilo-1,6-glicozidaza, oligo-1,6-glicozidaza). Aceste enzime completează clivajul hidrolitic în legăturile glicozidice inițiate de ami-amilaza salivară.

Eritrodextrinele sunt transformate în achrodextrine. Sub influența -amilazei sucului pancreatic, ruperea legăturilor interne -1,4-glicozidice din amidon este completată cu formarea de maltoză. Legăturile Β-1,6-glicozidice din punctele de ramură sunt hidrolizate de amilo-1,6-glicozidaza și oligo-1,6-glicozidaza, care este terminalul (ultimul) în acest proces.

Asa de trei enzime pancreatice completează hidroliza amidonului în intestin pentru a forma maltoză. Dizaharidele, izomalozele, s-au format din acele reziduuri de glucoză care au fost conectate în molecula de amidon folosind legături -1,6-glicozidice.

Mucoasa intestinului subțire (enterocite) sintetizează maltaza (izomaltaza), lactaza și sucraza. Formată ca urmare a hidrolizei maltoză, izomaltoza este un produs temporar al hidrolizei, iar în celulele intestinale acestea sunt rapid hidrolizate sub influența maltazei intestinale, izomaltaza în două molecule de glucoză. Asa de ca urmare a hidrolizei amidonului în organele digestive, se formează produsul final - glucoza.

Pe lângă polizaharide, alimentul conține dizaharide (lactoză și zaharoză), care sunt hidrolizate numai în intestinul subțire. Enzimele specifice sunt sintetizate în enterocite: lactază și sucrasă, care hidrolizează aceste dizaharide pentru a forma glucoză, galactoză și fructoză. Alimentele sunt complet digerabile. Carbohidrați - monosacharidele sunt absorbite în fluxul sanguin și aceasta completează etapa inițială a metabolismului carbohidraților din corpul uman - digestia.

S-a constatat că pentru absorbția monosacaridelor (glucoză) în sânge, prezența în enterocite este necesară:

În citoplasmă - ioni de potasiu, sodiu, ATP și apă.

În biomembrane - proteine \u200b\u200bpurtătoare specifice și enzimă - ATP-ases.

90% din glucoza formată ca urmare a hidrolizei amidonului este absorbită în sânge și prin sistemul venelor portale intră în ficat, unde este depus sub formă de polizaharidă de rezervă - glicogen. Aproximativ 10% din monosacharide absorbite în fluxul sanguin intră în circulația sistemică, sunt transportate către organele și țesuturile care le folosesc în reacții metabolice.

Odată cu alimentele, fibrele pătrund în corpul uman - un polizaharid format din reziduuri de glucopirană. În tractul gastrointestinal uman, acesta nu suferă hidroliză, deoarece -glicozidazele nu sunt produse, care îl descompun în glucoză.

Rolul biologic al fibrelor:

1.reformează un lot alimentar;

2. mișcându-se de-a lungul tractului digestiv, irita mucoasa, crescând secreția glandelor digestive;

3. îmbunătățește peristaltismul intestinal;

4. normalizează microflora intestinală.

Pintenele biochimiei.

Avem cea mai mare bază de informații din runet, astfel încât puteți găsi întotdeauna solicitări similare