Põhiline > Marjad

Milline on süsivesikute ainevahetus kehas?

Toitainete ja toitainete tasakaalu õigel toitmisel ja jaotamisel on süsivesikutel oluline roll. Inimesed, kes hoolivad oma tervisest, teavad, et keerulised süsivesikud on paremad kui lihtsad. Ja parem on süüa pikemat seedimist ja energiavarustust kogu päeva jooksul. Aga miks täpselt? Milline on aeglase ja kiire süsivesikute assimileerimise protsesside erinevus? Miks maiustusi tuleks kasutada ainult valguakna sulgemiseks ja mesi on parem süüa ainult öösel? Nendele küsimustele vastamiseks kaaluge üksikasjalikult süsivesikute vahetust inimkehas.

Sahhariidide jagamise etapid

Enne kui arvestada organismis esinevate biokeemiliste reaktsioonide iseärasusi ja süsivesikute metabolismi mõju sportlikule jõudlusele, uurime sahhariidide jagamise protsessi nende edasise ümberkujundamisega samaks glükogeeniks, mida sportlased nii hädasti saavad ja kulutavad võistluse ettevalmistamisel.

1. etapp. Sülje eeljaotus

Erinevalt valkudest ja rasvadest hakkavad süsivesikud lagunema peaaegu kohe pärast suhu sattumist. Fakt on see, et enamus kehasse sisenevatest toodetest koosneb komplekssetest tärklist sisaldavatest süsivesikutest, mis sülje ja mehaanilise teguri mõjul jagunevad lihtsateks suhkruks.

2. etapp. Maohappe mõju edasisele jaotusele

See on koht, kus maohape jõustub. See lagundab kompleksseid sahhariide, mida sülg ei mõjuta. Eelkõige laguneb laktoos ensüümide toimel galaktoosiks, mis seejärel muutub glükoosiks.

3. etapp. Glükoosi imemine veres

Selles staadiumis imendub peaaegu kogu kääritatud kiire glükoos otse verre, möödaminnes käärimisprotsessidest maksas. Energia tase tõuseb järsult ja veri muutub rikkamaks.

4. etapp. Küllastumine ja insuliini reaktsioon

Glükoosi mõjul pakseneb veri, mis muudab hapniku liikumise ja transportimise raskeks. Glükoos asendab hapnikku, mis põhjustab ettevaatusabinõud - vähendab süsivesikute hulka veres.

Pankreasesse siseneb kõhunäärme insuliin ja glükagoon. Esimene avab transpordirakud suhkru nendesse liigutamiseks, mis taastab ainete kadunud tasakaalu. Glükagoon omakorda vähendab glükoosi sünteesi glükogeenist (sisemiste energiaallikate tarbimine) ja insuliini “auke” keha põhirakkudes ning seab glükoosi glükogeeni või lipiidide kujul.

5. etapp. Süsivesikute metabolism maksas

Toidu lõpetamiseks seedimine, süsivesikud põrkuvad peamine kaitsja keha - maksa rakud. Nendes rakkudes seonduvad süsivesikud spetsiaalsete hapete mõjul kõige lihtsamate ahelatega - glükogeeniga.

6. etapp. Glükogeen või rasv

Maks saab töödelda ainult teatud koguses monosahhariide veres. Insuliini kasvav tase teeb ta seda võimalikult lühikese aja jooksul. Kui maksas ei ole aega glükoosi muundamiseks glükogeeniks, toimub lipiidide reaktsioon: kõik vabad glükoosid muudetakse happe sidumise teel lihtsateks rasvadeks. Keha teeb seda selleks, et lahkuda reservist, kuid pidades silmas meie pidevat toitumist, unustab see "seedima" ja glükoosiketid, mis muutuvad rasvkoest plastikuks, transporditakse naha alla.

7. etapp. Sekundaarne lõhustamine

Kui maks on suhkru koormusega toime tulnud ja suutnud kõik süsivesikud glükogeeniks muutuda, on viimasel hormooninsuliini mõju all aega lihaste ladestamiseks. Lisaks sellele, hapniku puudumise korral jagatakse see tagasi kõige lihtsama glükoosiga, mis ei pöördu tagasi üldisse ringlusse, vaid jääb lihastesse. Seega maksab glükogeen maksast mööda energiat konkreetsete lihaskontraktsioonide jaoks, suurendades samas vastupidavust.

Seda protsessi nimetatakse sageli "teiseks hingeõhku". Kui sportlasel on suured glükogeeni ja lihtsate vistseraalsete rasvade varud, muudetakse need puhtaks energiaks ainult hapniku puudumisel. Rasvhapetes sisalduvad alkoholid omakorda stimuleerivad täiendavat vasodilatatsiooni, mis toob kaasa puudulikkuse tingimustes rakkude parema tundlikkuse hapniku suhtes.

GI-i metabolismi omadused

Oluline on mõista, miks süsivesikud on jagatud lihtsateks ja keerukateks. See kõik on seotud nende glükeemilise indeksiga, mis määrab lagunemise määra. See omakorda käivitab süsivesikute metabolismi reguleerimise. Mida lihtsam on süsivesikud, seda kiiremini see maksab ja seda suurem on tõenäosus, et see muutub rasvaks.

Glükeemilise indeksi ligikaudne tabel koos süsivesikute kogumahuga tootes:

GN metabolismi tunnused

Kuid isegi kõrge glükeemilise indeksiga toidud ei suuda glükeemilise koormuse korral süsivesikute ainevahetust ja funktsiooni häirida. See määrab selle toote kasutamisel kindlaks, kui palju maks on glükoosiga. Kui on saavutatud teatud GN künnis (umbes 80-100), konverteeritakse kõik üle normide ületavad kalorid automaatselt triglütseriidideks.

Ligikaudne glükeemilise koormuse tabel koos kalorite koguarvuga:

Insuliini ja glükagooni reaktsioon

Mis tahes süsivesikute, olgu suhkru või keerulise tärklise tarbimise protsessis, alustab keha korraga kahte reaktsiooni, mille intensiivsus sõltub eelnevalt kaalutud teguritest ja kõigepealt insuliini vabanemisest.

Oluline on mõista, et insuliin vabaneb alati vere impulssides. Ja see tähendab, et üks magus pirukas kehale on sama ohtlik kui 5 magus pirukas. Insuliin reguleerib vere tihedust. On vaja, et kõik rakud saaksid piisavalt energiat, töötamata hüper- või hüpo-režiimis. Kõige tähtsam on aga selle liikumise kiirus, südamelihase koormus ja hapniku transportimise võimalus sõltuvalt vere tihedusest.

Insuliini vabanemine on loomulik reaktsioon. Insuliin on täis kehas kõiki rakke, mis suudavad neelata täiendavat energiat ja lukustab need. Kui maks on koormusega toime tulnud, paigutatakse rakkudesse glükogeen, kui maks on ebaõnnestunud, sisenevad rasvhapped samasse rakku.

Seega toimub süsivesikute metabolismi reguleerimine ainult insuliini vabanemise tõttu. Kui see ei ole piisav (mitte krooniliselt, vaid üks kord), võib isikul olla suhkrutoomi - seisund, mille puhul keha vajab täiendavaid vedelikke, et suurendada vere mahtu ja lahjendada seda kõigi olemasolevate vahenditega.

Teine oluline tegur selles süsivesikute metabolismi staadiumis on glükagoon. See hormoon määrab, kas maks peab töötama siseallikatega või väliste vahenditega. Glükagooni mõju all vabastab maks glükogeeni (mis ei ole lagunenud), mis saadi sisemistest rakkudest ja hakkab koguma glükoosist uut glükogeeni. See on sisemine glükogeen, mida insuliin esimest korda rakkudesse jaotab.

Järgnev energiajaotus

Järgnev süsivesikute energia jaotumine sõltub lisamise liigist ja keha sobivusest:

  1. Treenimata inimene, kellel on aeglane ainevahetus. Glükagooni taseme langusega glükogeensed rakud viiakse tagasi maksa, kus nad töödeldakse triglütseriidideks.
  2. At sportlane. Insuliini mõju all olevad glükogeenirakud lukustuvad lihastesse massiliselt, andes energia järgmisteks harjutusteks.
  3. Kiire ainevahetusega mitte-sportlane. Glükogeen naaseb maksasse, transporditakse tagasi glükoosi tasemele ja seejärel küllastab verd piirtasemele. Sel viisil tekitab see ammendumise, sest hoolimata piisavatest energiaressurssidest ei ole rakkudel piisavat hapniku kogust.

Energia ainevahetus on protsess, milles osalevad süsivesikud. On oluline mõista, et isegi otseste suhkrute puudumisel laguneb keha kuded kõige lihtsamale glükoosile, mis viib lihaskoe või rasvkoe vähenemiseni (sõltuvalt stressi olukorrast).

Süsivesikute ainevahetus inimestel

Inimene juhib energiat oma olemasolu eest süsivesikutest. Nad täidavad nn energia funktsiooni imetajatel. Kompleksseid süsivesikuid sisaldavad tooted peaksid olema vähemalt 40-50% inimese igapäevase toitumise kalorisisaldusest. Glükoosi on kerge mobiliseerida keha „reservidest” stressirohkete olukordade või intensiivse füüsilise koormuse ajal.

Kerge glükoosisisalduse langus (hüpoglükeemia) mõjutab peamiselt kesknärvisüsteemi:

- ilmub nõrkus
- pearinglus
- eriti tähelepanuta jäetud juhtudel võib tekkida teadvuse kadu,
- jama
- lihaskrambid.

Kõige sagedamini, süsivesikuid silmas pidades, on üks selle orgaaniliste ainete klassi kuulsamaid esindajaid - tärklis, mis on üks kõige levinumaid polüsahhariide, st. See koosneb arvukatest seeriatega seotud glükoosimolekulidest. Kui tärklis oksüdeerub, muutub see individuaalseteks kõrgekvaliteedilisteks glükoosimolekulideks. Kuid kuna tärklis, nagu eespool mainitud, koosneb suurest hulgast glükoosimolekulidest, toimub selle täielik lõhenemine samm-sammult: tärklisest väiksemateks polümeerideks, seejärel disahhariidideks (mis koosnevad ainult kahest glükoosimolekulist) ja ainult seejärel glükoosiks.

Süsivesikute jagamise etapid

Toidu töötlemine, mille peamine komponent on süsivesikute komponent, esineb seedetrakti erinevates osades.

- lõhustamise algus toimub suuõõnes. Toidu ajal närimist toitu töödeldakse ensüümi süljega Pitaliin (amülaas), mis sünteesitakse parotide näärmete poolt. See aitab suurel tärklisemolekulil laguneda väiksemateks polümeerideks.

- kuna toit on suus lühikest aega, nõuab see edasist töötlemist maos. Kui maoõõnes on süsivesikuid segatud kõhunäärme sekretsiooniga, nimelt kõhunäärme amülaasiga, mis on efektiivsem kui suuõõne amülaas, ja seetõttu juba 15-30 minuti pärast, kui kõht (poolvedelik, mitte täielikult seeditav maosisaldus) maost jõuab kaksteistsõrmiksoole peaaegu kõik süsivesikud on juba oksüdeeritud väga väikesteks polümeerideks ja maltoosiks (disahhariid, kaks ühendatud glükoosimolekuli).

- kaksteistsõrmiksoolest jätkab polüsahhariidide ja maltoosi segu hämmastavat teekonda ülemise soole juurde, kus nn sooleepiteeli ensüümid tegelevad nende lõpliku töötlemisega. Enterotsüüdid (rakud, mis ühendavad peensoole mikrovilli) sisaldavad ensüüme laktaasi, maltaasi, sukraasi ja dekstrinaasi, mis teostavad disahhariidide ja väikeste polüsahhariidide lõpliku töötlemise monosahhariidideks (see on veel üks molekul, kuid mitte glükoos). Laktoos laguneb galaktoosiks ja glükoosiks, sahharoosiks fruktoosiks ja glükoosiks, maltoosiks, nagu teised väikesed polümeerid glükoosimolekulidesse, ja see langeb koheselt vereringesse.

- vereringest glükoos siseneb maksasse ja seejärel sünteesitakse sellest glükogeen (loomse päritoluga polüsahhariid, täidab ladustamisfunktsiooni, on lihtsalt vajalik keha jaoks, kui on vaja kiiresti saada palju energiat).

Glükogeeni depoo

Üks glükogeeni kauplustest on maks, kuid maks ei ole ainus koht, kus glükogeen koguneb. Samuti on see skeleti lihases üsna palju, mille vähendamine ensüümi fosforülaasi aktiveerub, mis viib glükogeeni intensiivse lagunemiseni. Peate tunnistama, et tänapäeva maailmas võivad ükskõik millised asjaolud esineda ettenägematutel asjaoludel, mis tõenäoliselt vajavad tohutut energiatarbimist ja seetõttu seda rohkem glükogeeni, seda parem

Veelgi enam võib öelda, et glükogeen on nii tähtis, et seda sünteesitakse isegi mitte-süsivesikutest, mis sisaldavad piimhapet, püroviinhapet, glükogeenseid aminohappeid (aminohapped on valkude peamised koostisosad, glükogeenne tähendab, et süsivesikuid saab biokeemilistest protsessidest), glütserooli ja paljud teised. Sellisel juhul sünteesitakse glükogeen suurte energiakulutustega ja väikestes kogustes.

Nagu eespool märgitud, põhjustab vere glükoosi koguse vähenemine organismis üsna tõsist reaktsiooni. Seetõttu reguleerib maks sihtotstarbeliselt glükoosisisaldust veres ja vajaduse korral ka glükogenolüüsi. Glükogenolüüs (mobilisatsioon, glükogeeni lagunemine) tekib siis, kui veres on ebapiisav kogus glükoosi, mis võib olla tingitud näljast, raskest füüsilisest tööst või raskest stressist. See algab asjaolust, et maksa, kasutades ensüümi fosoglükoomutaasi, lagundab glükogeeni glükoos-6-fosfaadiks. Seejärel oksüdeerib ensüüm glükoos-6-fosfataas neid. Vaba glükoos tungib vereringesse kergesti hepatotsüütide (maksarakkude) membraanidesse, suurendades seeläbi selle kogust veres. Vastus glükoositaseme hüppele on insuliini vabanemine kõhunäärme poolt. Kui glükoosi tase insuliini vabanemise ajal ei vähene, eraldab kõhunääre seda enne, kui see juhtub.

Ja lõpuks, natuke faktidest insuliini enda kohta (sest sa ei saa rääkida süsivesikute ainevahetusest, puudutamata seda teemat):

- insuliin transpordib glükoosi läbi rakumembraanide, nn insuliinisõltuvate kudede (rasv-, lihas- ja maksarakkude membraanid) t

- Insuliin stimuleerib glükogeeni sünteesi maksas ja lihastes, rasvades - maksas ja rasvkoes, valkudes - lihastes ja muudes elundites.

- pankrease saarekeste rakkude vähene insuliini sekretsioon võib põhjustada hüperglükeemiat, millele järgneb glükosuuria (diabeet);

- hormoonid - insuliini antagonistid on glükagoon, adrenaliin, noradrenaliin, kortisool ja teised kortikosteroidid.

Kokkuvõtteks

Süsivesikute ainevahetus on inimelu jaoks ülimalt tähtis. Tasakaalustamata toitumine põhjustab seedetrakti häireid. Seetõttu aitab tervislik toitumine mõõduka hulga keeruliste ja lihtsate süsivesikutega alati läbi vaadata ja end hästi tunda.

Valgud, rasvad, süsivesikud. Abi

PROTEIINID on polümeerid, mis koosnevad peptiidsidemega seotud aminohapetest.

Seedetraktis lagunevad valgud aminohapeteks ja kõige lihtsamateks polüpeptiidideks, millest hiljem sünteesivad nende spetsiifilised valgud erinevate kudede ja elundite, eriti maksa rakud. Sünteesitud valke kasutatakse kahjustatud ja uue rakkude kasvu, ensüümide ja hormoonide sünteesi taastamiseks.

Valgu funktsioonid:

1. Põhiline ehitusmaterjal kehas.
2. Need on vitamiinide, hormoonide, rasvhapete ja muude ainete kandjad.
3. Tagage immuunsüsteemi normaalne toimimine.
4. Tagada pärilikkuse aparatuuri seisund.
5. Kas organismi kõigi biokeemiliste metaboolsete reaktsioonide katalüsaatorid.

Inimkeha normaalsetes tingimustes (tingimustes, kus ei ole vaja aminohappe puudujääki seerumi ja rakuliste valkude lagunemise tõttu täiendada) on praktiliselt ilma valgu reservideta (reserv - 45 g: 40 g lihastes, 5 g veres ja maksas), seega ainus täiendusallikas aminohapete varud, millest sünteesivad organismi valgud, võivad olla ainult toiduvalgud.

Sõltumata liigispetsiifilisusest sisaldavad kõik erinevad valgustruktuurid nende koostises ainult 20 aminohapet.

On asendatavad aminohapped (sünteesitud organismis) ja essentsiaalsed aminohapped (neid ei ole võimalik organismis sünteesida ja seetõttu tuleb neid süüa toiduainetes). Olulised aminohapped on: valiin, isoleutsiin, leutsiin, lüsiin, metioniin, treoniin, trüptofaan, fenüülalaniin.

Oluliste aminohapete puudumine toidus põhjustab valgu ainevahetuse halvenemist.

Olulised aminohapped on valiin, leutsiin, isoleutsiin, treoniin, metioniin, fenüülalaniin, trüptofaan, tsüsteiin, mis on tingimata vajalik - arginiin ja histidiin. Kõik need aminohapped, mida inimene saab ainult toiduga.

Asendatavad aminohapped on vajalikud ka inimeluks, kuid neid saab sünteesida kehas ise süsivesikute ja lipiidide metaboolsetest toodetest. Nende hulka kuuluvad glükokiin, alaniin, tsüsteiin, glutamiin ja asparagiinhapped, türosiin, proliin, seriin, glütsiin; tingimuslikult asendatav - arginiin ja histidiin.

Valke, mis sisaldavad täielikku komplekti olulisi aminohappeid, nimetatakse täielikuks ja neil on maksimaalne bioloogiline väärtus (liha, kala, munad, kaaviari, piim, seened, kartul).

Valke, millel ei ole vähemalt ühte asendamatut aminohapet või kui need sisalduvad ebapiisavates kogustes, nimetatakse halvemaks (taimsed valgud). Sellega seoses on kõige ratsionaalsem aminohapete vajaduse rahuldamiseks mitmekesine toit, milles on ülekaalus loomsed valgud.

Lisaks valkude - valkude kui plastmaterjalina - põhifunktsioonile võib seda kasutada ka energiaallikana teiste ainete (süsivesikud ja rasvad) puudumise tõttu. 1 g valgu oksüdeerimisel vabaneb umbes 4,1 kcal.

Liias valgusisaldusega kehas, mis ületab vajaduse, võivad nad muutuda süsivesikuteks ja rasvadeks. Ülemäärane valgu tarbimine põhjustab maksa ja neerude töö ülekoormuse, mis on seotud nende metaboliitide neutraliseerimisega ja kõrvaldamisega. Allergiliste reaktsioonide suurenenud risk. Soolest lagunemise protsessid intensiivistuvad - soolestiku seedehäired.

Toidu valgupuudus põhjustab valkude nälgimist - ammendumist, siseorganite düstroofiat, näljalikku turset, apaatiat, keha vastupanuvõimet kahjulike keskkonnategurite toimele, lihaste nõrkust, kesk- ja perifeerse närvisüsteemi funktsiooni halvenemist, halvenenud CMC-d, arengu halvenemist lapsed

Igapäevane vajadus valkude järele on 1 g / kg, eeldusel, et essentsiaalsete aminohapete sisaldus on piisav (näiteks umbes 30 g loomset valku), vanad inimesed ja lapsed - 1,2-1,5 g / kg, raske tööga, lihaskasvuga - 2 g / kg.

FATS (lipiidid) on orgaanilised ühendid, mis koosnevad glütseroolist ja rasvhapetest.

Rasvade funktsioonid kehas:

• on kõige olulisem energiaallikas. 1 g aine oksüdeerimisel vabaneb maksimaalne energiakogus võrreldes valkude ja süsivesikute oksüdatsiooniga. Neutraalsete rasvade oksüdeerumise tõttu moodustub 50% kogu keha energiast;

• on osa raku struktuurielementidest - tuumast, tsütoplasmast, membraanist;

• deponeeritakse nahaalusesse koesse, kaitsta keha soojuskadude eest ja ümbritsevaid siseorganeid - mehaaniliste kahjustuste eest.

Neutraalsed rasvad (triatsüülglütseroolid), fosfolipiidid, steroidid (kolesterool).

Neutraalsete rasvade söömine soolestikus jaotatakse glütserooliks ja rasvhapeteks. Need ained imenduvad - läbivad peensoole seina, muutuvad uuesti rasvaks ja sisenevad lümfisse ja veri. Veri transpordib rasva kudedesse, kus neid kasutatakse energia- ja plastmaterjalina. Lipiidid on osa rakulistest struktuuridest.

Rasvhapete sisaldust organismis reguleeritakse nii nende ladestumise (ladestumise) abil rasvkoes kui ka sellest vabastamisel. Kuna glükoosi tase veres suureneb, ladestuvad rasvhapped insuliini mõju all rasvkoes.

Rasvhapete vabanemist rasvkoest stimuleerib adrenaliin, glükagoon ja kasvuhormoon, mida inhibeerib insuliin.

Rasva, kui energeetilist materjali, kasutatakse peamiselt mõõduka ja mõõduka intensiivsusega pikaajalise füüsilise töö tegemisel (töö aeroobse keha jõudluse režiimis). Lihasaktiivsuse alguses kasutatakse peamiselt süsivesikuid, kuid nende varude vähenemisel algab rasva oksüdatsioon.

Lipiidide ainevahetus on tihedalt seotud valkude ja süsivesikute metabolismiga. Liigne süsivesikud ja valgud muudetakse rasvaks. Kui paastumine, rasvad, lõhenemine, on süsivesikute allikas.

Igapäevane vajadus rasvade järele - 25–30% kalorite koguarvust. Oluliste rasvhapete igapäevane vajadus on umbes 10 g.

Rasvhapped on sooles lipiidide hüdrolüüsi peamised tooted. Rasvhapete imendumise protsessis mängib suurt rolli sapp ja toitumise iseloom.

Olulised rasvhapped, mida organismis ei sünteesita, on oleiin-, linool-, linoleen- ja arahhidhapped (päevane vajadus 10–12 g).

Linoolseid ja lonoleenhappeid leidub taimsetes rasvades, arahiidsetes - ainult loomadel.

Oluliste rasvhapete puudumine põhjustab neerufunktsiooni häireid, nahahaigusi, rakukahjustusi, ainevahetushäireid. Oluliste rasvhapete liig tekitab suurenenud vajadust tokoferooli (E-vitamiini) järele.

KARBOHÜÜDRAADID - orgaanilistes ühendites, mis sisalduvad kõigis keha kudedes vabas vormis lipiidide ja valkudega ning mis on peamised energiaallikad.

Süsivesikute funktsioonid kehas:

• Kas kehale on otsene energiaallikas.

• Osaleda plastilises ainevahetuses.

• Nad on osa protoplasmast, subtsellulaarsetest ja rakulistest struktuuridest, teostavad rakkude tugifunktsiooni.

Süsivesikud jagunevad 3 põhiklassi: monosahhariidid, disahhariidid ja polüsahhariidid.

Monosahhariidid on süsivesikud, mida ei saa jagada lihtsamateks vormideks (glükoos, fruktoos).

Disahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsimisel annavad kaks molekuli monosahhariide (sahharoos, laktoos).

Polüsahhariidid on süsivesikud, mis hüdrolüüsimisel tekitavad rohkem kui kuut monosahhariidi molekuli (tärklis, glükogeen, kiud).

Süsivesikud peaksid moodustama kuni 50–60% dieedi energiasisaldusest.

Seedetraktis lagunevad polüsahhariidid (tärklis, glükogeen, kiud ja pektiin soolestikus) ja disahhariidid ensüümide mõju all monosahhariidideks (glükoos ja fruktoos), mis imenduvad vere peensoolesse veresse. Märkimisväärne osa monosahhariididest siseneb maksa ja lihastesse ning toimib glükogeeni moodustumise materjalina.

Maksades ja lihastes ladestatakse glükogeen reservi. Vajadusel mobiliseeritakse depost glükogeen ja see muutub glükoosiks, mis tarnitakse kudedesse ja mida nad kasutavad elutegevuse protsessis.

Glükogeenisisaldus maksas on 150–200 g.

Valkude ja rasvade lagunemissaadused võivad osaliselt muutuda glükogeeniks maksas. Üleliigsed süsivesikud muundatakse rasvaks ja ladustatakse rasva "depoo".

Umbes 70% toidu süsivesikutest oksüdeeritakse kudedes veeks ja süsinikdioksiidiks.

Keha kasutab süsivesikuid kas otsese soojusallikana (glükoos - 6 - fosfaat) või energiavaruna (glükogeen);
Peamised süsivesikud - suhkrud, tärklis, kiud - leidub taimsetes toitudes, mille päevane vajadus inimestel on umbes 500 g (minimaalne vajadus 100–150 g päevas).

Kui süsivesikute defitsiit tekitab kehakaalu langust, puude, ainevahetushäireid, keha mürgistust.
Liigne süsivesikute tarbimine võib põhjustada rasvumist, käärimisprotsesside arengut sooles, organismi suurenenud allergiat, diabeeti.

Materjal põhineb avatud allikatest pärineval teabel.

Kasulikud lingid:

Chitosan Tiens detoksifitseerimiseks

Kasutage Chitosan Tiens'it keha mürgistamiseks pärast mürgitust.

Trevor Westoni anatoomiline atlas (© Marshall Cavendish)

Metabolism. Süsivesikute, rasva, valgu lagunemine.

Metabolism. Süsivesikute, rasva, valgu lagunemine. Metabolism (ainevahetus) on seotud kõigi inimkehas esinevate keemiliste protsessidega, mis aitavad kaasa selle kasvule, ellujäämisele ja paljunemisele. See on kahe erineva ja täiendava protsessi tulemus, mida nimetatakse katabolismiks ja anabolismiks. Katabolism on süsivesikute, rasvade ja valkude ning mitmete jäätmete, näiteks surnud rakkude ja kudede lagunemine energia moodustamiseks.

Katabolismist vabanev energia muundub kasuliseks tööks lihasaktiivsuse kaudu ja osa sellest kaob soojuse kujul. Anabolism hõlmab protsesse, mille kaudu toit imendub organismis ja säilitatakse energiana või kulutatakse organismi kasvuks, paljunemiseks ja kaitseks infektsioonide ja haiguste eest. Lapse või nooruki kasvavas kehas ületab toidu jagamine energiat, et tagada keha kasv. Täiskasvanutel muundatakse liigne energia tarbimine rasvaks; ja vastupidi, liiga palju energia raiskamist aitab kaasa kaalulangusele.

Süsivesikute jagamine

Suurenda pilti

Rasva ja valgu lõhustamine

Rasvad ja valgud on meie igapäevase toidu olulised komponendid ning kui süsivesikute tarbimine on piisavalt väike, võib energiaallikana kasutada rasvu ja valke.
Kui süsivesikute energiavarud on ammendunud, jagatakse rasvamolekulid taas glütserooliks ja rasvhapeteks, mis eralduvad igaüks eraldi. Glütseriin muundub maksaks glükoosiks ja läbib seega glükoosi metabolismi tee.

Toidus sisalduvad valgud jaotatakse organismi kasvuks vajalikeks aminohapeteks, samuti ensüümideks, mis on vajalikud iga raku ainevahetusprotsessi kiirendamiseks.
Paljud metaboolsed häired on põhjustatud sünnist tingitud ensüümide puudumisest, mis viib kehasse mürgiste ainete kuhjumise.

Hormoonide moodustumise häired on veel üks tavaline ainevahetushäirete põhjus. Näiteks diabeedi põhjustab hormooninsuliini vähenemine kõhunäärmes. Ilma insuliinita ei saa kehas olevad rakud glükoosi absorbeerida ja lagundada.

Kus saada keerulisi süsivesikuid - tervisliku toitumise aluseks

Komplekssed süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille peamiseks allikaks on taimsed tooted. Nad on toitumise peamine komponent, mis annab energiat.

Komplekssed süsivesikud, eriti tärklis, moodustatakse kartulites ja teraviljades, kui taimede reservenergia. Toitumises peaksid keerulised süsivesikud andma umbes 50% energiast.

Komplekssete süsivesikute struktuur

Komplekssed süsivesikud koosnevad vähemalt kahest monosahhariidi molekulist (lihtsad suhkrud). Komplekssed süsivesikud lagunevad lagundatavateks ja seedimatuteks (kiudaineteks) ühenditeks.

Sünteesitakse peamiselt taimedest süsinikdioksiidist ja veest fotosünteesi ajal. Komplekssed süsivesikud võivad molekulis sisaldada mitut kuni mitut tuhandet monosahhariidi molekuli, mis on seotud glükosiidi sidumisega.

Keerulised süsivesikud jagatakse oligosahhariidideks ja polüsahhariidideks:

Oligosahhariidid

Oligosahhariidid - Need on polüsahhariidid, kuid nende omadused on sarnased monosahhariididega. Enamikul juhtudel on neil magus maitse ja vees lahustuvad.

  • Disahhariidid - moodustatud kahest monosahhariidi molekulist. Nad on ühed kõige kergemini seeditavad süsivesikud.
  • Sahharoos (glükoos + fruktoos). Seda leidub suurtes kogustes suhkruroogas, suhkrupeedis, samuti mõnedes puuviljades (ananassid) ja köögiviljades (porgandites). Lahustub vees suurepäraselt.
  • Laktoos (glükoos + galaktoos) - piimasuhkur, mis koosneb glükoosi ja galaktoosi molekulidest. Kõigi imetajate piimas sisaldub näiteks rinnapiim umbes 7% ja lehmapiim 4%. Vähem magus kui sahharoos, vees lahustuv. Laktoosi töödeldakse bakterites Lactobacillus casei piimhappeks, mis põhjustab piima hapendamist.
  • Maltoos (glükoos + glükoos) - suhkru linnased. Moodustatud kahest glükoosimolekulist. See on tärklise ja glükogeeni hüdrolüüsi üleminekutoode. Sisaldab suurtes kogustes linnastes (idandatud teravili, eriti oder). Kasutatakse laste toitainete tootmiseks, dieettooted, kommid. Seda kasutatakse ka õlle valmistamiseks ja küpsetamiseks.

Polüsahhariidid

Polüsahhariidid - Need on makromolekulaarsed polümeerid, mis on moodustatud monosahhariididest. Need sisaldavad mitmeid sadu ja isegi tuhandeid lihtsaid suhkruid.

Nad on laialt levinud taime maailmas ja täidavad kahte olulist funktsiooni:

  • Kumulatiivne (tärklis - mugulates, seemned; glükogeen - loomades);
  • Struktuursed (tselluloos - taimedes, kitiin putukates ja koorikloomades).

Tärklis - on taimede varumaterjal. Tärklis sisaldab terasid (umbes 75%), kartuleid (20%), maisi (80%). Väikeses koguses seda on köögiviljades ja pähklites. Toores vormis on raske seedida, seetõttu tuleb tärklist sisaldavaid tooteid enne kuumtöötlemist (keetmine, küpsetamine, praadimine) kuumtöödelda. Kuumtöötlus põhjustab tärklise lagunemise vees lahustuvaks ja dekstriinide kergemaks seedimiseks.

Glükogeen - nimetatakse loomade tärkliseks - organismi reservenergia. See moodustub maksas, lihastes, neerudes, südamelihases, ajus, trombotsüütides. Väikestes kogustes on seened, vetikad, pärm. Selle sisaldus maksas on umbes 1,5-4% ja mõnikord ulatub see 6% selle elundi massist. Glükogeeni kogus sõltub toitumisest ja lihastest. Kehas sünteesitakse see glükoosist maksas. Ühe glükogeeni molekuli moodustab umbes 30 tuhat glükoosijääki.

Tselluloos - see on toidu kiudaine osa. Tselluloosi molekul on pikk, hargnemata ahel, mis sisaldab umbes 14 tuhat ühikut glükoosi. See ei lahustu vees ja ei seedu inimese seedetraktis.

Süsivesikud

Süsivesikud on orgaanilised ühendid, mis koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust. On lihtsad süsivesikud või monosahhariidid, nagu glükoos ja kompleks, või polüsahhariidid, mis on jagatud madalamateks, sisaldades vähe lihtsa süsivesikute jääke, nagu disahhariidid ja kõrgemad, millel on väga suured molekulid paljude lihtsate süsivesikute jääkidest. Loomsetes organismides on süsivesikute sisaldus umbes 2% kuivmassist.

Süsivesikute täiskasvanu keskmine päevane vajadus on 500 g ja intensiivse lihastööga 700–1000 g.

Süsivesikute kogus päevas peaks olema 60 massiprotsenti ja 56% energiatootmise kogumahust.

Veres sisaldub glükoos, mille kogust hoitakse konstantsel tasemel (0,1-0,12%). Pärast imendumist soolestikus toimetatakse veres monosahhariidid kudedesse, kus toimub tsütoplasmasse kuuluvate glükogeenmonosahhariidide süntees. Glükogeenivarud ladestatakse peamiselt lihastesse ja maksadesse.

Glükogeeni kogus 70 kg kaaluval inimkehal on umbes 375 grammi, millest 245 grammi sisaldub lihastes, 110 grammi maksas (kuni 150 grammi) ja 20 grammi veres ja teistes kehavedelikes. -50% rohkem kui väljaõppeta.

Süsivesikud - peamine energiaallikas elu ja keha funktsiooni jaoks.

Kehas anoksilistes tingimustes (anaeroobsed) süsivesikud lagunevad piimhappeks, vabastades energiat. Seda protsessi nimetatakse glükolüüsiks. Hapniku (aeroobsed tingimused) osavõtul jagunevad need süsinikdioksiidiks ja veeks, vabastades samal ajal oluliselt rohkem energiat. Suure bioloogilise tähtsusega on süsivesikute anaeroobne lagunemine fosforhappega - fosforüülimine.

Glükoosi fosforüülimine toimub maksas ensüümide osalusel. Glükoosi allikaks võivad olla aminohapped ja rasvad. Maksa puhul toodab eelnevalt fosforüülitud glükoos tohutuid polüsahhariid-glükogeenimolekule. Glükogeeni kogus inimese maksas sõltub toitumis- ja lihasaktiivsuse iseloomust. Koos teiste ensüümide osalemisega maksas on glükogeeni lagunemine glükoosi - suhkru moodustumiseni. Glükogeeni lagunemisel maksa ja skeletilihasega paastumise ja lihaste ajal kaasneb samaaegne glükogeeni süntees. Maksa moodustunud glükoos siseneb vere ja sellega toimetatakse kõikidesse rakkudesse ja kudedesse.

Ainult väike osa valkudest ja rasvadest eraldab energiat desmolüütilise lagunemise protsessis ja on seega otsene energiaallikas. Oluline osa valkudest ja rasvadest, isegi enne täielikku lagunemist, muudetakse eelnevalt lihasteks süsivesikuteks. Peale selle sisenevad seedetraktist valkude ja rasvade hüdrolüüsi saadused maksadesse, kus aminohapped ja rasvad muudetakse glükoosiks. Seda protsessi nimetatakse glükoneogeneesiks. Maksa glükoosi tekke peamine allikas on glükogeen, glükoosi tekib palju väiksem osa glükoosist, mille kestel ketooni kehad moodustuvad edasi. Seega mõjutab süsivesikute metabolism oluliselt valkude, rasvade ja vee metabolismi.

Kui glükoosi tarbimine lihastega suureneb 5-8 korda, moodustub maksa glükogeen rasvadest ja valkudest.

Erinevalt valkudest ja rasvadest lagunevad süsivesikud kergesti, nii et keha mobiliseerib need kiiresti suure koguse energiaga (lihaseline töö, valu, hirm, viha jne). Süsivesikute lagunemine säilitab kehatemperatuuri püsivuse ja on peamine lihasenergia allikas. Närvisüsteemi normaalseks toimimiseks on vajalikud süsivesikud. Veresuhkru alandamine viib kehatemperatuuri, lihaste nõrkuse ja väsimuse ning närvisüsteemi häirete vähenemiseni.

Kudedes kasutatakse ainult väga väikest osa vere glükoosist vabastatud energia vabastamiseks. Peamine süsivesikute metabolismi allikas kudedes on glükogeen, mis on eelnevalt sünteesitud glükoosist.

Lihaste - peamiste süsivesikute tarbijate - kasutamise ajal kasutatakse nendes säilitatavaid glükogeenivarusid ja alles pärast seda, kui need reservid on täielikult ära kasutatud, algab verega antav glükoosi otsene kasutamine lihastele. See tarbib glükoosi, mis on moodustunud maksa glükogeenireservidest. Pärast tööd jätkavad lihased glükogeeni pakkumist, sünteesivad seda vere glükoosist ja maksast - seedetrakti absorbeeritud monosahhariidide ja valkude ja rasvade lagunemise tõttu.

Glükoosi sisaldust veres hoitakse samal tasemel glükogeeni sünteesiga ja liigse glükoosi eemaldamisega uriiniga, suurendades oluliselt selle sisaldust veres.

Näiteks, kui glükoosi sisaldus veres on üle 0,15-0,16% suurenenud toiduainete sisalduse tõttu, mida nimetatakse toiduhüperglükeemiaks, eritub see kehast uriiniga - glükosuuriaga.

Teisest küljest, isegi pikema paastumise korral ei vähene vere glükoosisisaldus, kuna glükoos siseneb kudedesse veres glükogeeni lagunemise ajal.

Süsivesikute koostise, struktuuri ja ökoloogilise rolli lühikirjeldus

Süsivesikud on orgaanilised ained, mis koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust, üldvalemiga Cn(H2O)m (enamiku nende ainete puhul).

Väärtus n või võrdne m (monosahhariidide puhul) või sellest suurem (teiste süsivesikute klasside puhul). Ülaltoodud üldvalem ei vasta deoksüriboosile.

Süsivesikud jagunevad monosahhariidideks, di (oligo) sahhariidideks ja polüsahhariidideks. Allpool on toodud iga süsivesikute klassi üksikute esindajate lühikirjeldus.

Monosahhariidide lühikirjeldus

Monosahhariidid on süsivesikud, mille üldvalem on Cn(H2O)n (erandiks on deoksüriboos).

Monosahhariidide klassifitseerimine

Monosahhariidid on üsna ulatuslik ja keeruline ühendite rühm, mistõttu neil on keeruline klassifikatsioon vastavalt erinevatele kriteeriumidele:

1) monosahhariidi molekulis sisalduvate süsinikuaatomite arvu järgi eristatakse tetroses, pentoosides, heksoosides, heptoosides; pentoosid ja heksoosid on suurima praktilise tähtsusega;

2) monosahhariidide funktsionaalsed rühmad on jagatud ketoosideks ja aldoosideks;

3) tsüklilise monosahhariidi molekulis sisalduvate aatomite arvu järgi eristatakse püranoose (sisaldavad 6 aatomit) ja furaanoose (sisaldavad 5 aatomit);

4) "glükosiidi" hüdroksiidi (see hüdroksiid saadakse vesiniku aatomiga karbonüülrühma hapnikule kinnitamisega) ruumilise asukoha alusel, jagatakse monosahhariidid alfa- ja beeta-vormideks. Mõelge mõnedele kõige olulisematele monosahhariididele, millel on looduses suurim bioloogiline ja ökoloogiline tähtsus.

Pentooside lühikirjeldus

Pentoosid on monosahhariidid, mille molekul sisaldab 5 süsinikuaatomit. Need ained võivad olla avatud ahelaga ja tsüklilised, aldoosid ja ketoosid, alfa- ja beetaühendid. Nende hulgas on riboos ja deoksüriboos kõige praktilisema tähtsusega.

Riboosi valem üldvormis C5H10Oh5. Riboos on üks nendest ainetest, millest sünteesitakse ribonukleotiide, seejärel saadakse mitmesugused ribonukleiinhapped (RNA). Seetõttu on kõige olulisem riboosi furaanne (5-liikmeline) alfa-vorm (valemites on RNA kujutatud regulaarse viisnurga kujul).

Deoksüriboosi valem üldvormis C5H10Oh4. Deoksüriboos on üks nendest ainetest, millest sünteesitakse desoksüribonukleotiide organismides; viimased on lähteained deoksüribonukleiinhapete (DNA) sünteesiks. Seetõttu on kõige olulisem deoksüriboosi tsükliline alfa-vorm, millel tsükli teises süsinikuaatomis ei ole hüdroksiidi.

Riboosi ja deoksüriboosi avatud ahela vormid on aldoossed, s.o need sisaldavad 4 (3) hüdroksiidi rühmi ja ühte aldehüüdi rühma. Nukleiinhapete täieliku lagunemise korral oksüdeeritakse riboos ja deoksüriboos süsinikdioksiidiks ja veeks; Selle protsessiga kaasneb energia vabastamine.

Heksooside lühikirjeldus

Heksoos on monosakkar, mille molekulid sisaldavad kuut süsinikuaatomit. Üldvalem heksoosid C6(H2O)6 või C6H12O6. Kõik heksooside sordid on ülaltoodud valemile vastavad isomeerid. Heksooside hulgas on molekulide ketoosid, aldoosid, alfa- ja beeta-vormid, avatud ahelaga ja tsüklilised vormid, püranoos- ja furanoostsüklilised molekulide vormid. Glükoos ja fruktoos on kõige olulisemad, mida lühidalt allpool käsitletakse.

1. Glükoos. Nagu mis tahes heksoos, on selle üldvalem C6H12O6. See kuulub aldoosidesse, st sisaldab aldehüüdi funktsionaalrühma ja 5 hüdroksiidi rühma (alkoholidele iseloomulik), seetõttu on glükoos mitmehüdroksüülne aldehüüdi alkohol (need rühmad on avatud ahela kujul, aldehüüdi rühm puudub, kuna rühm, mida nimetatakse "glükosiidhüdroksiidiks"). Tsükliline vorm võib olla kas 5-liikmeline (furanoos) või kuueliikmeline (püranoos). Kõige olulisem looduses on glükoosimolekuli püranoosi vorm. Tsüklilised püranoosi ja furanoosi vormid võivad olla nii alfa- kui ka beeta-vormid, sõltuvalt glükosiidhüdroksiidi asukohast teiste molekuli hüdroksiidrühmade suhtes.

Füüsikaliste omaduste kohaselt on glükoos magusat maitset sisaldav tahke valge kristalne aine (selle maitse intensiivsus on sarnane sahharoosiga), hästi lahustuv vees ja võimeline moodustama üleküllastunud lahuseid (“siirupid”). Kuna glükoosimolekul sisaldab asümmeetrilisi süsinikuaatomeid (st nelja erineva radikaaliga seotud aatomeid), on glükoosilahustel optiline aktiivsus, seetõttu eristatakse D-glükoosi ja L-glükoosi, millel on erinev bioloogiline aktiivsus.

Bioloogilisest seisukohast on kõige olulisem glükoosi võime kergesti oksüdeerida vastavalt skeemile:

Glükoos on bioloogiliselt oluline ühend, kuna see on tingitud selle oksüdatsioonist ja seda kasutab organism universaalse toitainena ja kergesti ligipääsetava energiaallikana.

2. Fruktoos. See on ketoos, selle üldvalem on C6H12O6, see on glükoosi isomeer, seda iseloomustab avatud ahelaga ja tsükliline vorm. Kõige olulisem on beeta-B-frukto-furaanoos või lühend - beeta-fruktoos. Beeta-fruktoosist ja alfa-glükoosist saadakse sahharoos. Teatud tingimustel on fruktoos isomeerimisreaktsiooni abil võimeline muutuma glükoosiks. Fruktoosi füüsikalised omadused nagu glükoos, kuid magusamad kui tema.

Disahhariidide lühikirjeldus

Disahhariidid on sama või erineva monosahhariidmolekuli kondenseerumise reaktsioon.

Disahhariidid on üks oligosahhariidide tüüpe (nende väike molekulide moodustamisel osalevad väikesed (identsed või erinevad) monosahhariidmolekulid.

Disahhariidide kõige olulisem esindaja on sahharoos (suhkrupeedi või suhkruroo suhkur). Sahharoos on alfa-D-glükopüranoosi (alfa-glükoosi) ja beeta-D-frukto-furaani (beeta-fruktoos) koostoime tulemus. Selle valem on üldiselt C12H22Oh11. Sahharoos on üks paljudest disahhariidi isomeeridest.

See on valge kristalne aine, mis esineb erinevates riikides: jämedat kristallilist („suhkrupead”), peenkristalset (granuleeritud suhkrut), amorfset (jäätumis- suhkrut). See lahustub vees hästi, eriti kuumas vees (võrreldes kuuma veega, sahharoosi lahustuvus külmas vees on suhteliselt madal), mistõttu sahharoos on võimeline moodustama „üleküllastunud lahuseid” - moodustuvad siirupid, mida saab „suhkrustada”, s.t. Kontsentreeritud sahharoosilahused on võimelised moodustama spetsiaalseid klaasseid süsteeme - karamelli, mida inimene kasutab teatud kommi sortide tootmiseks. Sahharoos on magus aine, kuid magusa maitse intensiivsus on väiksem kui fruktoosil.

Sahharoosi kõige olulisem keemiline omadus on selle võime hüdrolüüsuda, mis toodab alfa-glükoosi ja beeta-fruktoosi, mis siseneb süsivesikute vahetusreaktsioonidesse.

Inimestel on sahharoos üks tähtsamaid toiduaineid, kuna see on glükoosi allikas. Kuid sahharoosi liigne tarbimine on kahjulik, sest see viib süsivesikute ainevahetuse rikkumiseni, millega kaasneb haiguste ilmnemine: diabeet, hambahaigused, rasvumine.

Polüsahhariidide üldised omadused

Polüsahhariide nimetatakse looduslikeks polümeerideks, mis on monosahhariidide polükondensatsioonireaktsiooni produktid. Polüsahhariidide moodustamiseks võib monomeeridena kasutada pentoose, heksoose ja teisi monosahhariide. Praktikas on polükondensatsiooni heksooside kõige olulisemad tooted. Tuntud on ka polüsahhariidid, mille molekulid sisaldavad lämmastiku aatomeid, nagu kitiin.

Heksoosipõhistel polüsahhariididel on üldvalem (C6H10Oh5) n. Nad ei lahustu vees, mõned neist on võimelised moodustama kolloidseid lahuseid. Kõige olulisemad neist polüsahhariididest on taimede ja loomade tärklise eri tüübid (viimast nimetatakse glükogeeniks), samuti tselluloosi (tselluloos) tüübid.

Tärklise omaduste ja ökoloogilise rolli üldised omadused

Tärklis on polüsahhariid, mis on alfa-glükoosi polükondensatsioonireaktsiooni (alfa-D-glükopüranoosi) produkt. Päritolustaatusega eristatakse taimseid ja loomseid tärklisi. Loomade tärklisi nimetatakse glükogeeniks. Kuigi üldiselt on tärklise molekulidel ühine struktuur, sama koostis, kuid erinevatest taimedest saadud tärklise individuaalsed omadused on erinevad. Niisiis, kartulitärklis erineb maisitärklisest jne. Kuid kõigil tärklisetüüpidel on ühised omadused. Need on tahked, valged kristallilised või amorfsed ained, mis on puudulikud, vees lahustumatud, kuid kuumas vees on võimalik moodustada kolloidseid lahuseid, mis säilitavad oma stabiilsuse isegi jahutamisel. Tärklis moodustab mõlemad soolid (näiteks vedelad želeed) ja geelid (näiteks kõrge tärklisesisaldusega marmelaad on želatiinne mass, mida saab noaga lõigata).

Tärklise võime moodustada kolloidseid lahuseid on seotud selle molekulide globulaarsusega (molekul näib olevat rullitud). Sooja või kuuma veega kokkupuutumisel tungivad veemolekulid tärklise molekulide ümbermõõtude vahele, molekuli mahu suurenemisele ja aine tiheduse vähenemisele, mis viib tärklise molekulide koloidsetele süsteemidele üleminekule liikuvasse olekusse. Tärklise üldvalem:. T6H10Oh5)n, Selle aine molekulidel on kaks tüüpi, millest ühte nimetatakse amüloosiks (selles molekulis ei ole külgahelaid) ja teine ​​on amülopektiin (molekulidel on kõrvalahelad, milles ühend tekib hapniku silla kaudu 1-6 süsinikuaatomiga).

Kõige olulisem keemiline omadus, mis määrab tärklise bioloogilise ja ökoloogilise rolli, on selle võime hüdrolüüsida, moodustades lõpuks kas disahhariidi maltoosi või alfa-glükoosi (see on tärklise hüdrolüüsi lõpptoode):

Protsess toimub organismides kogu ensüümide rühma toimel. Selle protsessi tõttu on keha rikastatud glükoosiga - kõige olulisema toitainega.

Kvalitatiivne reaktsioon tärklisele on selle koostoime joodiga, milles esineb punane-violetne värvimine. Seda reaktsiooni kasutatakse tärklise tuvastamiseks erinevates süsteemides.

Tärklise bioloogiline ja ökoloogiline roll on üsna suur. See on üks tähtsamaid taimeorganismide säilitusühendeid, näiteks teravilja perekonna taimedes. Loomade puhul on tärklis kõige olulisem trofiline aine.

Tselluloosi (tselluloosi) omaduste ja ökoloogilise-bioloogilise rolli lühikirjeldus

Tselluloos (tselluloos) on polüsahhariid, mis on beeta-glükoosi polükondensatsiooni (beeta-D-glükopüranoosi) produkt. Selle üldvalem (C6H10Oh5)n. Erinevalt tärklisest on tselluloosi molekulid rangelt lineaarsed ja neil on fibrillaarne ("niit") struktuur. Tärklise ja tselluloosi molekulide struktuuride erinevused selgitavad nende bioloogiliste ja ökoloogiliste rollide erinevust. Tselluloos ei ole reserv- ega troofiline aine, kuna enamik organisme ei saa seda seedida (välja arvatud teatud tüüpi bakterid, mis võivad tselluloosi hüdrolüüsida ja beeta-glükoosi absorbeerida). Tselluloos ei ole võimeline moodustama kolloidseid lahuseid, kuid see võib moodustada mehaaniliselt tugevaid kiudstruktuure, mis kaitsevad üksikuid raku organoide ja erinevate taime kudede mehaanilist tugevust. Nagu tärklis, hüdrolüüsitakse teatud tingimustel tselluloos ja selle hüdrolüüsi lõppsaadus on beeta-glükoos (beeta-D-glükopüranoos). Looduses on selle protsessi roll suhteliselt väike (kuid see võimaldab biosfääril "seedida" tselluloosi).

(Alates6H10Oh5)n (kiud) + n (H2O) → n (С6H12O6) (beeta-glükoosi või beeta-D-glükopüranoosi) (koos kiudude puuduliku hüdrolüüsiga on võimalik lahustuva disahhariidi, tsellobiosi moodustumine).

Looduslikes tingimustes laguneb tselluloos (pärast taime surma), mille tulemusena on võimalik erinevate ühendite moodustumine. Selle protsessi tulemusena moodustub huumus (mulla orgaaniline komponent), õli, mitmesugused söed (õlid ja söed moodustuvad erinevate loomade ja taimede surnud jääkidest õhu puudumisel, st anaeroobsetes tingimustes, kogu kompleks osaleb nende moodustamises) orgaanilised ained, sealhulgas süsivesikud).

Kiudude ökoloogiline ja bioloogiline roll on see, et see on: a) kaitsev; b) mehaaniline; c) formatiivne ühend (mõnede bakterite puhul täidab ta trofilist funktsiooni). Taimede organismide surnud jäägid on mõnede organismide substraat - putukad, seened, erinevad mikroorganismid.

Süsivesikute ökoloogilise ja bioloogilise rolli lühikirjeldus

Ülaltoodud süsivesikute omadustega seotud materjali kokkuvõtte põhjal saame teha järgmised järeldused nende ökoloogilise ja bioloogilise rolli kohta.

1. Nad täidavad ehitusfunktsiooni nii rakkudes kui ka kehas tervikuna, kuna nad on osa rakkudest, mis moodustavad rakke ja kudesid (see on eriti iseloomulik taimedele ja seentele), näiteks raku seinad, erinevad membraanid jne. d) lisaks on süsivesikud kaasatud bioloogiliselt vajalike ainete moodustamisse, mis moodustavad mitmeid struktuure, näiteks kromosoomide aluseks olevate nukleiinhapete moodustamisel; süsivesikud on osa kompleksvalkudest - glükoproteiinid, millel on teatud väärtus raku struktuuride ja rakuliste ainete moodustamisel.

2. Süsivesikute kõige olulisem funktsioon on troofiline funktsioon, mis seisneb selles, et paljud neist on heterotroofsete organismide (glükoos, fruktoos, tärklis, sahharoos, maltoos, laktoos jne) toiduained. Need ained koos teiste ühenditega moodustavad inimeste kasutatavaid toiduaineid (erinevad teraviljad; üksikute taimede viljad ja seemned, sealhulgas süsivesikud, on lindude toit ja monosahhariidid, mis sisenevad erinevate transformatsioonide tsüklisse, aitavad kaasa nende enda süsivesikute moodustumisele. selle organismi, aga ka teiste orgaaniliste biokeemiliste ühendite (rasvad, aminohapped (kuid mitte nende valgud), nukleiinhapete jne) puhul.

3. Süsivesikute puhul on iseloomulik ka energiafunktsioon, mis seisneb selles, et monosahhariidid (eriti glükoos) organismides on kergesti oksüdeeruvad (lõplik oksüdatsiooniprodukt on CO2 ja H2O) suurte energiakoguste vabastamisega koos ATP sünteesiga.

4. Neil on ka kaitsev funktsioon, mis seisneb selles, et süsivesikud tekitavad struktuure (ja teatud rakke rakus), mis kaitsevad kas rakku või organismi tervikuna mitmesuguste kahjustuste, sealhulgas mehaaniliste kahjustuste eest (näiteks putukate kitiinid, mis moodustavad välimine skelett, taimerakkude membraanid ja paljud seened, sealhulgas tselluloos jne).

5. Suurt rolli mängivad süsivesikute mehaanilised ja formatiivsed funktsioonid, mis on süsivesikute või teiste ühenditega kombineeritud struktuuride võime anda kehale teatud kuju ja muuta need mehaaniliselt tugevaks; näiteks tekitavad mehaaniliste kudede ja ksülemi anumate rakuseinad puitunud, põõsaste ja rohttaimede karkassi (sisemine skelett), kitiin moodustatakse putukate välise skeletiga jne.

Süsivesikute metabolismi lühikirjeldus heterotroofses organismis (inimese keha näitel)

Olulist rolli metaboolsete protsesside mõistmisel mängivad teadmised süsivesikute heterotroofsetes organismides toimuvatest transformatsioonidest. Inimestele iseloomustab seda protsessi järgnev skemaatiline kirjeldus.

Süsivesikud toidu koostisesse sisenevad kehasse suu kaudu. Monosahhariidid seedesüsteemis praktiliselt ei muutu, disahhariidid hüdrolüüsuvad monosahhariidideks ja polüsahhariidid läbivad küllaltki olulisi muutusi (see viitab nendele polüsahhariididele, mida organism kasutab toiduks, ja süsivesikud, mis ei ole toiduained, näiteks tselluloos, mõned pektiinid eemaldatakse eritub väljaheitega).

Suuõõnes purustatakse ja homogeniseeritakse toit (muutub homogeensemaks kui enne sisenemist). Toit mõjutab süljenäärmete eritunud sülge. See sisaldab ensüümi ptyaliini ja sellel on leeliseline reaktsioonikeskkond, mille tõttu algab polüsahhariidide esmane hüdrolüüs, mis viib oligosahhariidide (väikese n väärtusega süsivesikud) moodustumiseni.

Osa tärklisest võib isegi muutuda disahhariidideks, mida võib näha pika närimisega (hapu must leib muutub magusaks).

Näriline toit, mis on rikkalikult süljega töödeldud ja hambaid purustatud söögitoru kaudu toidutükkide kujul, siseneb maosse, kus see puutub kokku maomahla happelise reaktsioonikeskkonnaga, mis sisaldab valke ja nukleiinhappeid mõjutavaid ensüüme. Praktiliselt ei toimu maos süsivesikutega midagi.

Seejärel siseneb toiduvärsk soolestikku (peensoole), alustades kaksteistsõrmiksoole. Ta saab kõhunäärme mahla (kõhunäärme saladus), mis sisaldab ensüümide kompleksi, mis soodustab süsivesikute seedimist. Süsivesikud muundatakse monosahhariidideks, mis lahustuvad vees ja on võimelised imenduma. Toidu süsivesikud lagundatakse lõpuks peensooles ja selles osas, kus viljad on paigutatud, imenduvad nad verre ja sisenevad vereringesse.

Monosahhariidi verevoolu kaudu levivad nad keha erinevatesse kudedesse ja rakkudesse, kuid kõigepealt läbib veri maks (seal on see eemaldatud kahjulike ainevahetust sisaldavate produktide kaudu). Monosahhariidide veres esineb peamiselt alfa-glükoosi vormis (kuid see on võimalik ka teiste heksooside isomeeride, näiteks fruktoosi olemasolu korral).

Glükoosisisaldus on kehale (normaalne) rangelt püsiv, mistõttu tekib selle organismi liigse glükogeeni moodustumine maksaga.

Kui vere glükoosisisaldus on normaalsest väiksem, hüdrolüüsitakse osa maksas sisalduvast glükogeenist glükoosiks. Liigne süsivesikute sisaldus iseloomustab tõsist inimeste haigust - diabeet.

Veresse sisenevad monosahhariidid rakkudesse, kus enamik neist kulutatakse oksüdatsioonile (mitokondrites), kus sünteesitakse ATP, mis sisaldab energiat organismi jaoks sobivas vormis. ATP kulutatakse erinevatele protsessidele, mis nõuavad energiat (keha jaoks vajalike ainete süntees, füsioloogiliste ja muude protsesside rakendamine).

Osa toidu süsivesikutest kasutatakse antud organismi süsivesikute sünteesimiseks, mis on vajalikud rakustruktuuride või teiste ühendite klasside ainete moodustamiseks vajalike ühendite moodustamiseks (see tähendab, kuidas süsivesikud võivad toota rasvu, nukleiinhappeid jne). Süsivesikute võime muutuda rasvaks on üks ülekaalulisuse põhjusi - haigus, mis hõlmab teiste haiguste kompleksi.

Järelikult on liigsete süsivesikute tarbimine inimkehale kahjulik, mida tuleb tasakaalustatud toitumise korraldamisel arvesse võtta.

Taimorganismides, mis on autotroofid, on süsivesikute vahetus mõnevõrra erinev. Süsivesikud (monosahhariidid) sünteesitakse organismis ise süsinikdioksiidist ja veest, kasutades päikeseenergiat. Di-, oligo- ja polüsahhariidid sünteesitakse monosahhariididest. Osa monosahhariididest on seotud nukleiinhapete sünteesiga. Hingamisprotsessides oksüdatsiooniks kasutatakse teatud koguses monosahhariide (glükoosi) taimeliike, kus (nagu heterotroofsetes organismides) sünteesitakse ATP.