Слайд 1Химия углеводов
Классификация углеводов
Функции углеводов в организме
Переваривание углеводов
Всасывание моносахаридов
Промежуточный обмен углеводов
в организме
Поступление глюкозы в клетки тканей
Распад и синтез гликогена
Углеводы
Углеводы
Углеводы
Слайд 2Углеводы – полифункциональные соединения
Углеводы-это органические вещества, молекулы которых
состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем водород и
кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1).
Общая формула углеводов
Сn(H2O)m
Слайд 3Было установлено, что имеются углеводы, в молекулах которых не соблюдается
указанное соотношение (2:1), например:
дезоксирибоза - С5 H 10
O 4. Известны также органические соединения, состав которых соответствует приведенной общей формуле, но которые не принадлежат к классу углеводородов. К ним относятся, например, уже известные вам формальдегид СН2О и уксусная кислота СН3СООН.
Слайд 4Углеводы используются с глубокой древности - самым первым углеводом
(точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд.
Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.
Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра
Македонского в 327 г. до н.э.
Крахмал был известен ещё древним грекам.
Историческая справка
Слайд 51. Свекольный сахар в чистом виде был открыт
лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом
2. В 1811
г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала
3. Впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик
Я. Берцеллиус в 1837 г. С6Н12О6
4. Синтез углеводов из формальдегида в присутствии Са(ОН)2 был произведён
А.М. Бутлеровым в 1861 г.
Слайд 6Углеводы
Простые
(СН2О)n, где n=3-9
моносахариды
Сложные
Дисахариды
С12Н22О11
Полисахариды
Сx(Н2О)y
глюкоза
фруктоза
галактоза
С6 - гексозы
рибоза
дезоксирибоза
С5 - пентозы
сахароза
лактоза
мальтоза
2
гексозы
крахмал
гликоген
целлюлоза
хитин
полигексоза
Чем больше молекулярная масса углеводов, тем меньше его растворимость
и менее сладкий вкус.
Классификация углеводов
Слайд 7Гомополисахариды:
Крахмал
Целлюлоза
Гликоген
(С6Н10О5)n
(гидролизуются на большое количество молекул моносахаридов)
Классификация углеводов
Моносахариды
Дисахариды
Полисахариды
Глюкоза
( виноградный сахар)
Фруктоза
Рибоза
С6Н12О6
(не гидролизуются)
Сахароза
Лактоза
Мальтоза
Целлобиоза
С12Н22О11
(гидролизуются на 2 молекулы моносахаридов)
Гетерополисахариды:
Гепарин
Гиалуроновая кислота
,
хондроитинсульфаты
(С6Н10О5)n
(гидролизуются на большое количество молекул моносахаридов)
олигосахариды
Слайд 8Моносахариды
Моносахариды - это углеводы, которые не могут
быть гидролизованы до более простых форм. В организме человека присутствуют
как правило Д – формы моносахаридов.
В зависимости от числа атомов углерода моносахариды подразделяются на триозы (молекулы которых содержат три углеродных атома), тетрозы (четыре углеродных атома), пентозы (пять), гексозы (шесть) и тд. В природе моносахориды представлены преимущественно пентозами и гексозами. К пентозам относятся, например, рибоза – С5H10О5 и дезоксирибоза (рибоза, у которой “отняли” атом кислорода) – С5H10О4. Они входят в состав РНК и ДНК.
Слайд 9Моносахариды - пентозы
Рибоза
Дезоксирибоза
Слайд 10Глюкоза
Фруктоза
Галактоза
Моносахариды - гексозы
Слайд 11Химические свойства моносахаридов
1. Окисление до моно-, дикарбоновых,гликуроновых кислот
2.Восстановление до спиртов
3.Образование
сложных эфиров
4.Брожение спиртовое, молочнокислое,лимонокислое и маслянокислое.
Слайд 12Твердое, кристаллическое вещество
Без цвета
Имеет сладковатый вкус
Хорошо растворимо в воде,характер среды
- нейтральный
Физические свойства глюкозы
Слайд 13Структурная формула
Н
Н Н ОН Н
О
│ │ │ │ │ //
Н─ С ─ С ─ С ─ С ─ С ─ С
│ │ │ │ │ \
ОН ОН ОН Н ОН Н
Слайд 141. Глюкоза является бифункциональным соединением – альдегидоспиртом
2. Глюкоза также существует
в виде циклических форм
Слайд 15 Специфические свойства глюкозы
1)
спиртовое брожение
С6Н12О6 → 2СН3-СН2ОН + 2СО2↑
Этиловый спирт
2) молочнокислое брожение
С6Н12О6 → 2СН3-СНОН –СООН
Молочная кислота
3) маслянокислое брожение
С6Н12О6 → С3Н7СООН + 2Н2↑ + 2СО2↑
4) Полное окисление
С6Н12О6 +6О2→ 6Н2О + 6СО2
Слайд 16Дисахариды
Сахароза (обычный пищевой сахар).
Она содержится в большом количестве сахарной
свекле, сахарном тростнике.
Сахароза состоит из остатков
α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных α, β-1,2-О-гликозидной связью, не обладает восстанавливающей способностью.
Слайд 17Мальтоза
Мальтоза (солодовый сахар). Состоит из двух α-глюкоз, соединенных α, α-1,4-О-гликозидной
связью. Обладает способностью восстановления
Мальтозу можно получить при гидролизе
крахмала под действием ферментов, содержащихся в солоде.
Слайд 18Лактоза
Лактоза (молочный сахар), которая гидролизуется с образованием
молекулы глюкозы и галактозы. Она содержится в молоке млекопитающих (до
4 – 6%), обладает не высокой сладостью и используется как наполнитель в драже и аптечных таблетках.
Слайд 19 Крахмал – резервный полисахарид многих растений. В промышленности его
получают из картофеля. Это белый порошок. Полимер α-глюкозы.
Полисахариды, гомополисахариды.
Слайд 20 Целлюлоза (клетчатка) – широко распространена в природе: из неё
построены ткани растений. Вата, фильтровальная бумага – наиболее чистые формы
целлюлозы (до 96%). Составная часть древесины – целлюлоза. Линейный полимер β-глюкозы.
Слайд 21Гликоген – животный крахмал, состоящий из α-глюкозы, в виде которого
углеводы запасаются в организме. Гликоген характеризуется более разветвленной структурой ,
чем другие полисахариды
Слайд 22Полисахариды, гетерополисахариды.
(мукополисахариды или гликозаминогликаны)
Гепарин – полимер , мономер которого содержит
в своем составе остатки D-глюкоронат-2-сульфата и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата, участвует в антисвертывающей
системе крови, активирует липазу.
Глюкуроновая кислота – представляет полимер , мономер которого состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Она входит в состав соединительной ткани и участвует в регуляции ее проницаемости
Хондроитин -4- сульфат и Хондроитин -6- сульфат – полимеры, мономеры которых состоят из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилггалактозамина. Входят в основной состав хряща.
Слайд 23Гепарин
Гиалуроновая кислота
хондроитинсульфат
Слайд 24Функции углеводов
1. Энергетическая( глюкоза, гликоген)
2. Структурная (хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота, и
др.)
3.Защитная(синтез иммунных тел в ответ на антигены).
4.Гемостатическая( факторы свертывания крови
)
5. Антисвертывающая ( гепарин)
6. Гомеостатическая (поддержание гомеостаза – водно-электролитный обмен)
7. Опорная( кости, хрящи и хондроитинсульфаты)
8. Механическая ( в составе соединительной ткани)
9.Группоспецифические вещества эритроцитов крови
10. Осморегуляторная ( глюкоза)
11.Обезвреживающая ( парные глюкуроновые кислоты)
12. Антилипидемическая ( гепарин)
На долю углеводов приходится около 80% сухого вещества
растений и около 20% животных.
Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.
Слайд 29Всасывание моносахаридов из тонкого кишечника крыс [по Болдуину Э., 1949]
Слайд 30Промежуточный обмен углеводов в организме.
1. Поступление глюкозы в клетки тканей.
2.Биосинтез
гликогена в печени и мышцах
3.Распад гликогена в печени и мышцах
4.Дихотомический
путь распада глюкозы – гликолиз
5.Апотомический путь распада глюкозы – пентозофосфатный путь
6.Биосинтез глюкозы из неуглеводных компонентов-глюконеогенез
7.Цикл трикарбоновых кислот
8.Окислительное фосфорилирование
С 1 по 6 пункт – специфические пути обмена глюкозы
С 7 по 8 пункт – общий путь терминального окисления
Слайд 32Судьба моносахаридов в организме.
Воротная вена
Печень
(гормон инсулин)
Клетки мишени для инсулина все , кроме мозга
Кровь большого круга кровообращения (3,3-5,5 ммоль/л)
На высоте пищеварения алиментарная гипергликемия в течение 1-1,5 часа
Скелетные мыщцы Мозг Почки Сердце Жировая ткань
Слайд 33В клетках печени:
Реакция фосфорилирования глюкозы:
Глюкоза + АТФ
Глюкозо-6-Ф+АДФ
Глюкокиназа
(низкое сродство к глюкозе, не ингибируется гл-6-ф)
Слайд 34В клетках всех тканей:
Реакция фосфорилирования глюкозы:
Глюкоза + АТФ
Глюкозо-6-Ф+АДФ
Гексокиназа
(высокое сродство к глюкозе, ингибируется гл-6-ф)
Слайд 37Биосинтез гликогена – гликогенез.
Слайд 38Количество гликогена
В печени:
От 2% до 6 % веса
печени
В мышцах:
от 0,5 до 2% веса мышц
Слайд 39Распад гликогена в организме – гликогенолиз.