АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Вопрос 43 Обмен углеводов. Возрастные особенности.

Обмен углеводов

Углеводы-класс органических соединений, имеющих характер сахаров или близких к сахарам по строению и химическим свойствам. Наряду с белками и жирами углеводы играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Они входят в состав растительных, животных и бактериальных организмов составляют абсолютное большинство органических природных соединений. Углеводы играют важную роль как основной строительный материал растений, скелета насекомых и других организмов.

Есть данные, что углеводы поверхности клеток играют важную роль в возникновении злокачественных опухолей и в процессах взаимодействия вирусов с клеткой. В организме человека и животных некоторые сложные углеводы, например гиалуроновая кислота, выполняют специфическую функцию “смазочных “ веществ и служат жидкой средой, в которой происходит движение клеток и смазываются трущиеся поверхности, например суставные поверхности.

Класс углеводы делится на следующие группы:

- моносахариды, или простые сахара(виноградных сахар-глюкоза, плодовый сахар-фруктоза). Наиболее распространенным в природе моносахаридом является глюкоза,называемая также виноградным сахаром. Она содержится в свободном виде в сладких фруктах, является обязательным компонентом крови человека и других млекопитающих, входит в качестве основного звена в состав многих природных полисахаридоа.Из других распространенных в природе моносахаридов-гексоз(т.е. углеводов, содержащих в молекуле, как и в случае глюкозы,6 углеродных атомов) следует отметить маннозу и галактоза.Манноза может встречаться в свободном виде,но чаще вместе с другими моносахаридами образует длинные полисахаридные цепи.Галактоза не встречается в свободном виде.Она входит вместе с глюкозой в состав лактозы, а также является компонентом многих полисахаридов и гликопротеидов.Нарушение обмена галактозы, утрата организмом способности перерабатывать ее приводят к тяжелому наследственному заболеванию-галактоземии.

Моносахариды и их производные выполняют 3 основные функции.Первую-это энергетическую функцию: окислительное расщепление этих соединений дает организму 55-60 % необходимой ему энергии. Во-вторых, промежуточные продукты распада моно-

сахаридов и их производных используются в клетках для синтеза других необходимых клетке веществ, в том числе соединений других классов; так, из промежуточных продуктов метаболизма глюкозы в клетках могут синтезироваться липиды и заменимые аминокислоты,правда, в последнем случае необходим дополнительный источник атомов азота аминогрупп. И последнее- моносахариды и их производныеосуществляют структурную функцию, являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как полисахариды или нуклеотиды.

- олигосахариды, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков, соединенных между собой особой гликозидной связью(сахароза, мальтоза, лактоза и др.).Мальтоза-дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, образуется при частичном гидролитическом расщеплении крахмала и гликогена- основных резервных углеводов ратений и животных.Именно поэтому мальтоза имеет важное пищевое значение.Сахароза, состоящая из остатка глюкозы и остатка фруктозы, чрезвычайно широко распрстранена в растительном мире и является основным пищевым углеводом.В пищу употребляется сахароза, получаемая из сахарной свеклы и сахарного тростника. Лактоза состоит из остатка галактозы и остатка глюкозы.В большом количестве она содержится в молоке млекопитающих.

Основной функцией гетероолигосахаридов является структурная функция - они являются структурными компонентами гликопротеидов и гликолипидов. В этом качестве гетероолигосахариды участвуют в реализации гликопротеидами целого ряда функций: регуляторной (гормоны гипофиза тиротропин и гонадотропины - гликопротеиды),коммуникативной (рецепторы клеток - гликопротеины), защитной) антитела - гликопротеины). Кроме того, гетероолигосахаридные блоки,

входя в состав гликолипидов и гликопротеидов, участвуют в формировании клеточных мембран, образуя, например, такой важный элемент клеточной структуры как гликокалликс.

-полисахариды. Высокомолекулярные природные соединения углеводов, состоящие из большого количества моносахаридных звеньев, носят название полисахаридов.Число встречающихся в природе полисахаридов чрезвычайно велико, но самые важные из них-целлюлоза, крахмал и гликоген.Полисахариды выполняют две основные функции-структурную и питательную.Целлюлоза является структурным компонентом растительных тканей, содержится главным образом в стенках растительных клеток.Крахмал-основное запасное питательное вещество растений.Этот важнейший пищевой полисахарид содержится в больших количествах в клубнях картофеля, во фруктах.Гликоген, или животный крахмал,-важный резервный полисахарид животных и человека.В организме человека и млекопитающих он накапливается главным образом в печени и мышцах.

Тем самым гликоген осуществляет резервную функцию, причем он является резервом не только энергетическим, но также и резервом пластического материала. Гетерополисахариды выполняют в организме структурную функцию- они входят в состав глизаминопротеогликанов; последние,наряду с структурными белками типа коллагена или эластина, формируют межк леточное вещество различных органов и тканей. Гликозаминопротеог гликановые агрегаты, имея сетчатую структуру, выполняют функцию молекулярных фильтров, препятствующих или сильно тормозящих движение макромолекул в межклеточной среде. Кроме того, молекулы ге терополисахаридов имеют в своей структуре множество полярных и несущих отрицательный заряд группировок, за счет которых они могут связывать большое количество воды и катионов, выполняя роль своеобразных депо для этих молекул.

У некоторых углеводов функции крайне специфичны. Например, гепарин это естественный антикоагулянт.Он мешает свертыванию крови в сосудах, а лактоза является резервным углеводом женского молока.

Для людей первостепенным источником углеводов

являются углеводы пищи. В процессе усвоения пищи все экзогенные полимеры углеводной природы расщепляются до мономеров, что лишает эти полимеры видовой специфичности,а во внутреннюю среду организма из кишечника поступают лишь моносахариды и их производные; в дальнейшем эти мономеры используются по мере необходимости для синтеза специфичных для человека олиго или полисахаридов. За счет воздействия на эти гомополисахариды амилазы

и мальтазы слюны в ротовой полости начинается расщепление крахмала или гликогена пищи начинается уже, но этот процесс не имеет существенного значения, поскольку пища в ротовой полости находится очень малое время. В желудке при пищеварении среда кислая и амилаза слюны,попадающая в желудок вместе с пищевым комком, практически не работает. Главная масса крахмала и гликогена пищи расщепляется в тонком кишечнике под влиянием амилазы поджелудочной железы до дисахаридов мальтозы и изомальтозы,образовавшиеся дисахариды расщепляются до глюкозы при участии ферментов, секретируемых стенкой кишечника: мальтазы и изомальтазы. Поступившая с пищей сахароза расщепляется в кишечнике до глюкозы и фруктозы при участии фермента сахаразы, а поступившая лактоза - до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы.Оба этих фермента секретируются стенкой кишечника.

Принято полагать, что всасывание глюкозы и галактозы происходит с участием механизмов активного транспорта, всасывание фруктозы и рибозы - по механизму облегченной диффузии, а всасывание маннозы или ксилозы по механизму простой диффузии. Примерно 90 % всосавшейся глюкозы поступает из энтероцитов непосредственно в кровь, а 10 % ее оказывается в лимфе, впрочем, в дальнейшем и эта глюкоза также оказывается в крови.Вообще углеводы могут быть целиком исключены из пищевого рациона. Тогда все нужные для организма углеводы будут синтезироваться в клетках из соединений неуглеводный природы в ходе процессов, получивших название глюконеогенез. Наиболее распространенным в природе моносахаридом является является глюкоза,ее содержание в крови сравнительно постоянно и является одной из констант гомеостаза:3,3 - 5,5мМ/л или 80 - 100 мг/дл. Общее содержание свободной глюкозы в организме,т.е. пул глюкозы, составляет величину порядка 20 г,из которых 5 - 5,5 г содержится в крови, остальная глюкоза разделена в клетках и межклеточной жидкости. Отсюда следует, что концентрация глюкозы в клетках значительно ниже, чем в крови, что формирует обстоятельства для поступления глюкозы из крови в клетки с помощью простой или облегченной диффузии. Общее содержание свободной глюкозы в организме это итог динамического равновесия процессов, обеспечивающих пополнение этого содержания и процессов,сопровождающихся использованием глюкозы из пула для нужд органов тканей.

Поступление глюкозы из кишечника, ее образование из других моносахаридов, например, из галактозы или фруктозы, распад резервного гликогена в печени, синтез глюкозы из неуглеводных соединений,т.е. глюконеогенез-за счет этого идет пополнение пула глюкозы.

По градиенту концентрации с участием белка-переносчика происходит транспорт глюкозы из крови или межклеточной жидкости в клетки. В большей степени от инсулина зависит действенность работы механизма этого транспорта в клетках большинства органов и тканей. Он повышает проницаемость внешних клеточных мембран для глюкозы, увеличивая количество белка-переносчика за счет дополнительного его поступления из цитозоля в мембраны. Но по крайней мере в клетках трех типов результативность переноса глюкозы через их наружные мембраны не зависит от инсулина, это эритроциты, гепатоциты клетки нервной ткани. Эти ткани называются инсулиннезависимые, но речь идет лишь о независимости транспорта глюкозы в эти клетки от инсулина. Клетки мозга и гепатоциты имеют в составе своих внешних мембран рецепторы для инсулина.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1066 | Нарушение авторских прав